Radiasi Benda Hitam dan Menghitung Daya Radiasinya dengan Hukum Stefan-Boltzmann

Hukum Stefan-Boltzmann menyatakan bahwa jumlah energi yang dipancarkan per waktu dari satuan luas permukaan benda hitam ideal sebanding dengan kekuatan keempat suhu absolut benda hitam tersebut.

Dari Hukum Stefan-Boltzmann, dapat dirumuskan sebagai berikut.

I_total = P/A = eσT⁴ atau P = eσAT⁴

Keterangan:

• P: daya radiasi (W = J/s)
• A: luas permukaan (m²)
• σ: konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10^-8 W/m²K⁴
• e: emisivitas (benda hitam e = 1)
• T: suhu (K)

Rumus itu digunakan untuk menghitung daya radiasi atau laju energi rata-rata pada benda hitam. Benda panas yang bukan benda hitam akan memenuhi hukum yang sama, tetapi nilai emisivitasnya lebih kecil dari satu.

Benda hitam ideal menerima semua radiasi tanpa memantulkannya, dapat memanaskan dirinya sendiri, dan melepaskan semua energi dengan bergantung pada suhunya.

Contoh Soal Daya Radiasi Benda Hitam

Sebuah benda dengan luas permukaan 200 cm² bersuhu 727ºC. Emisivitas benda sebesar 0,6. Tentukan daya radiasi pada benda tersebut!

Diketahui:

σ = 5,67 x 10^-8 (W/m²K⁴)