KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan
Yang Maha Esa, karena dengan karunianya penulis dapat menyelesaikan makalah
ini. Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan kepada
pembaca tentang Fluidisasi.
Makalah ini berisi beberapa informasi tentang
Fluidisasi pada materi mekanika fluida yang kami harapkan dapat memberikan
informasi kepada para pembaca tentang Fluidisasi.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh
dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat
membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada
semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal
sampai akhir. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa meridhoi segala usaha kita.
Amin.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………………..…i
KATA PENGANTAR…………………………………………………………………...ii
DAFTAR ISI………………………………………………………………………….....iii
BAB. 1 PENDAHULUAN…………………………………………………………….…1
1.1 Tujuan………………………………………………………………………...1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………………….…2
1.3 Manfaat…………………………………………………………………….…2
BAB. 2 PEMBAHASAN………………………………………………………………...3
BAB. 3 KESIMPULAN…………………………………………………………………22
BAB I
PENDAHULUAN
Setiap benda memancarkan radiasi panas, tetapi
umumnya benda yang terlihat oleh kita karena benda itu memantulkan cahaya yang
datang padanya.Dan bukan karena ia memancarkan radiasi panas.Benda baru
terlihat karena meradiasikan panas, jika suhunya melebihi 1000k pada suhu ini
benda mulai berpijar merah seperti kumparan pemanas sebuah kompor listrik. Pda
suhu diatas 2000k benda berpijar kuning atau keputih-putihan seperti besi
berpijar putih dari filamen lampu pijar. Begitu suhu benda terus ditingkatkan,
intensitas relatif dari spektrum cahaya yang dipancarkannya berubah ini
menyebabkan pergeseran dalam warna-warna spektrum yang diamati.
Secara umum bentuk terinci dari spektrum
radiasi panas yang dipancarkan oleh suatu benda panas tergantung pada kpmposisi
benda itu . Hasil eksperimen menunjukkan bahwa benda hitam adalah suatu benda
yang permukaanya sedemikian sehingga menyerap semua radiasi yang datang padanya
( tidak ada radiasi yang dipantulkan keluar dari benda hitam ). Semua benda
hitam pada suhu yang sama memancarkan radiasi dengan spektrum yang sama karena
tidak ada benda yang hitam sempurna sebab kita hanya dapat menbuat benda yang
mendekati benda hitam.
1.2 TUJUAN PEMBAHASAN
Dengan mempelajari pembahasan radiasi
benda hitam ini diharapkan kita dapat :
1. Mengetahui pengrtian radiasi, Intensitas radiasi, dan daya emisi
2. Mengetahui penjabaran atau penjelasan radiasi benda hitam
3. Menerapkan hukum radiasi benda hitam dalam menyelesaikan masalah
4. Menerapkan rumus radiasi antara dua permukaan
5. Menerapkan efek kuadrat jarak
6. Menerapkan dan menjelaskan faktor bentuk radiasi
7. Menjelaskan radiasi dari permukaan nyata dan radiasi didalam kurungan
yang permukaanya hitam
1.3 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah yang akan dibahas dalam
pembahasan ini adalah bagaimana proses radiasi benda hitam seperti : radiasi
antara dua permukaan, efek kuadrat
jarak, faktor radiasi, serta komponen-komponen lainnya dapat terjadi bahkan
hukum-hukum yang dipakai dalam radiasi benda hitam.
1.4 MANFAAT PEMBAHASAN
1. Agar kita dapat mengaplikasikan konsep radiasi, khususnya radiasi
benda hitam dalam kehidupan kita
2. Agar kita dapat menyelesaikan contoh soal yang berhubungan dengan
radiasi benda hitam menggunakan rumus hukum radiasi benda hitam
3. Agar kita dapat bmembedakan radiasi dengan perpindahan panas
lainnya seperti konduksi ataupun konveksi.
BAB II
PEMBAHASAN
Teori kuantum diawali oleh fenomena radiasi
benda hitam. Istilah “benda hitam” pertama kali diperkenalkan
oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun 1862. Dalam Fisika, benda
hitam (atau blackbody) adalah sebutan untuk benda yang mampu menyerap
kalor radiasi (radiasi termal) dengan baik. Radiasi termal yang diserap akan
dipancarkan kembali oleh benda hitam dalam bentuk radiasi
gelombang elektromagnetik, sama seperti gelombang radio ataupun gelombang cahaya. Untuk zat padat dan cair, radiasi
gelombangnya berupa spektrum kontinu, dan untuk gas berupa spektrum garis.
Meskipun demikian, sebenarnya secara teori dalam Fisika klasik, benda
hitam memancarkan setiap panjang gelombang energi yang mungkin agar
supaya energi dari benda tersebut dapat diukur. Temperatur benda hitam
itu sendiri berpengaruh terhadap jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang
dipancarkannya. Benda hitam bersuhu di bawah 700 Kelvin dapat
memancarkan hampir semua energi termal dalam bentuk gelombang inframerah,
sehingga sangat sedikit panjang gelombang cahaya tampak. Jadi, semakin
tinggi suhu benda hitam, semakin banyak energi yang dapat
dipancarkan dengan pancaran radiasi dimulai dari panjang gelombang merah,
jingga, kuning, hingga putih.
Meskipun namanya benda hitam,
objek tersebut tidak harus selalu berwarna hitam. Sebuah benda hitam
dapat mempunyai cahayanya sendiri sehingga warnanya bisa lebih terang, walaupun
benda itu menyerap semua cahaya yang datang padanya. Sedangkan temperatur dari benda
hitam itu sendiri berpengaruh terhadap jumlah dan jenis radiasi
elektromagnetik yang dipancarkannya.
Dalam percobaan Fisika sederhana, benda atau
objek yang paling mirip radiasi benda hitam adalah radiasi dari
sebuah lubang kecil pada sebuah rongga. Dengan mengabaikan bahan pembuat
dinding dan panjang gelombang radiasi yang masuk, maka selama panjang gelombang
datang lebih kecil dibandingkan dengan diameter lubang, cahaya yang masuk ke
lubang itu akan dipantulkan oleh dinding rongga berulang kali serta semua
energinya diserap, yang selanjutnya akan dipancarkan kembali sebagai radiasi
gelombang elektromagnetik melalui lubang itu juga. Lubang pada rongga inilah
yang merupakan contoh dari sebuah benda hitam. Temperatur dari
benda itu akan terus naik apabila laju penyerapan energinya lebih besar dari
laju pancarannya, sehingga pada akhirnya benda hitam itu mencapai temperatur
kesetimbangan. Keadaan ini dinamakam dengan setimbang termal (setimbang
termodinamik).
Blackbody Radiation
Dari data eksperimen terhadap radiasi
benda hitam, diperoleh bahwa spektrum radiasi benda hitam
berupa spektrum kontinu dengan tingkat kebersinaran (intensitas radiasi)
dari masing-masing spektral tidak sama kuat. Pada suhu tertentu, intensitas
cahaya yang diradiasikan akan terus bertambah hingga mencapai maksimum pada
panjang gelombang tertentu. Dan Pancaran radiasi benda hitam itu
akan mengikuti suatu kurva berikut:
Kurva Radiasi Benda Hitam
Dari kurva di atas, terbaca bahwa dengan
naiknya temperatur benda hitam, puncak-puncak spektrum akan bergeser ke arah panjang
gelombang yang semakin kecil (gambar a) atau puncak-puncak spektrum akan
bergeser ke arah frekuensi yang semakin besar (gambar b).
Hubungan empiris sederhana antara panjang
gelombang yang dipancarkan untuk intensitas maksimum (lm)
dengan suhu mutlak (T) sebuah benda yang dikenal sebagai hukum
pergeseran wien, yaitu :
dengan C = konstanta Wien (2,899 x 10-3
mK)
Tahun 1879, seorang ahli fisika Austria, Josef
Stefan membuktikan bahwa intensitas radiasi total (P/A) oleh suatu benda
hitam panas adalah sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya.
Bentuk persamaan empirisnya adalah sebagai berikut:
P adalah daya radiasi (watt = W), A adalah
luas permukaan benda, T adalah suhu mutlak benda, σ = 5,67 x 10-8 W
m-3 K-4
Teori elektromagnetik klasik maupun mekanika statistik
tidak dapat menjelaskan spektrum yang teramati pada radiasi benda hitam.
Teori tersebut hanya dapat memprediksi intensitas yang tinggi dari panjang
gelombang rendah atau dikenal sebagai bencana ultraungu. Namun kemudian,
Max Planck berhasil memecahkan masalah ini. Max Planck
menjelaskan bahwa radiasi elektromagnetik hanya dapat merambat dalam bentuk paket-paket
energi atau kuanta yang dinamakan foton.
Gagasan Planck ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang
disebut Teori Kuantum. Dengan teori ini, kemudian Einstein
berhasil menjelaskan peristiwa yang dikenal dengan nama efek foto listrik,
yakni pemancaran elekton dari permukaan logam karena logam tersebut disinari
cahaya. Perkembangan teoritis ini menjadi penyebab digantikannya teori
elektromagnetik klasik dengan mekanika kuantum.
KESIMPULAN
Dari pembahasan tersebut, dapat
disimpulkan bahwa radiasi adalah proses dimana pepinahan panas dari suatu benda
tejadi berdasakan suhunya, tanpa bantuan dari suatu zat-antara (medium) yang
campur tangan,
Dalam proses radiasi benda hitam
dikenal beberapa komponen dan peristiwa yang saling berhubungan, yaitu :
a) Intensitas adiasi adalah daya
persatuan luas radiasi pada pemukaan benda hitam pada semua frekuensi.
Penentuan intensitas radiasi biasanya dapat ditentukan dari beberapa hukum yang
behubungan denag radiasi benda hitam.
b) Daya emisi : berhubungan dengan
radiasi monokromatik yang dipancakan tiap satuan luas per satuan waktu pe
panjang gelombang.
c) Radiasi antara dua permukaan : terjadi
karena kehilangan panas netto dari permukaan pertama dan energi netto yang
ditambahkan pada bidang datar.
