Pengukuran
pertama kalor yang dipindahkan oleh radiasi antara suatu benda dengan
lingkungannya dilakukan oleh Tyndall. Berdasarkan percobaan ini diambil
kesimpulan oleh Stefan, dalam tahun 1879, bahwa kalor yang diradiasi berbanding
lurus dengan pangkat empat dari perbedaan temperatur mutlak. Hasil percobaan
murni ini kemudian ternyata bisa diturunkan secara termodinamis oleh Boltzmann
yang menunjukkan bahwa pemancaran radiasi suatu benda hitam pada sebarang
temperatur θ sama dengan
Dengan
mengacu pada persamaan (4.20), kita dapatkan kalor yang dipindahkan oleh
radiasi antara benda pada temperatur θ dan dinding pada θ
Dengan
α mengacu pada temperatur θ,
Dua
metode sederhana dapat dipakai untuk menentukan tetapan Stefan-Boltzmann dan
diuraikan dibawah ini
1. Metode
ketaksetimbangan
Piringan
perak yang dihitamkan diletakkan pada pusat kubah setengah bola yang terbuat dari
tembaga yang dihitamkan. Piringan perak ini ditutup dan dilindungi dari radiasi
sampai kubah tembaga mencapai temperatur pengembunan uap;temperatur ini diukur
dengan suatu termokopel. Selanjutnya tutup piringan dibuka dan temperaturnya
diukur sebagai fungsi dari waktu. Dari hasil kurva pemanasan yang didapatkan
kemiringan dθ/dƮ didapatkan. Andaikanlah piringan perak merupakan benda
hitam, masukkan ƌQ = Cp dθ, dengan Cp menyatakan
kapasitas kalor pada tekanan tetap, maka kita dapatkan
2. Metode
kesetimbangan
Sebuah
bola tembaga berongga yang dihitamkan dan dilengkapi dengan pemanas listrik dan
sebuah termokopel digantungkan didalam bejana yang dindingnya dipertahankan
pada temperatur tetap θW. Energi listrik dengan kelajuan tetap εi
dialirkan hingga bola mencapai temperatur kesetimbangan θ pada saatlaju pengiriman
energi sama dengan laju pemancaran radiasi. Andaikanlah bola itu suatu benda
hitam, maka dalamkesetimbangan didapat
Dengan r menyatakan jejari bola.
Pengukuran terbaik sampai sekarang mengahasilkan harga
0 komentar:
Posting Komentar