BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Energi merupakan
kebutuhan pokok yang esensial bagi perikehidupan manusia. Manusia hidup
memerlukan energi. Energi tidak saja digunakan untuk menggerakkan sistem yang
ada dalam tubuhnya seperti peredaran darah, dan pencernaan makanan. Energi
dibutuhkan oleh manusia bahkan oleh semua makhluk hidup dalam upayanya
mempertahankan kehidupan mencari makan dan berkembang biak.
Manusia tidaklah
sekedar ingin mempertahankan hidupnya. Ia menghendaki sesuatu yang lebih dari
itu. Manusia ingin dapat terbang seperti burung, ingin mempunyai baju yang
bagus, ingin dapat bergerak baik di darat, air maupun di angkasa. Manusia
mempunyai keinginan yang tak terbatas, dan itu semua membutuhkan energi.
Kebutuhan dunia masa
kini masih banyak bergantung pada energi fosil, seperti minyak bumi. Kita
mengetahui bahwa sumber daya minyak bumi tak dapat diperbaharui. Oleh karena
itu, dalam topik energi kali ini dibicarakan juga tentang kemungkinan
memanfaatkan energi surya untuk kehidupan sehari-hari, diperkenalkan pula
prinsip kerja PLTN sebagai sumber energi alternatif.
B. Rumusan Masalah
Dalam penulisan Makalah
Bab Energi penulis memiliki rumusan masalah yang digunakan dalam penyusunan
makalah tersebut. Adapun rumusan masah dalam proses penyusunan makalah ini
antara lain:
1. Apakah Energi Itu?
2. Apa sajakah bentuk-bentuk Energi?
3. Bagaimana perubahan bentuk energi?
4. Apa sajakah pemanfaatan energi untuk
kehidupan manusia?
Rumusan masalah yang
telah tersebut pada bagian atas diharapkan dapat menjadi patokan penulis dalam
meyusun makalah Bab Energi.
C. Tujuan Penulisan
Melalui makalah Bab
Energi menjelaskan konsep dasar serta memberikan contoh-contoh tentang:
1. Berbagai bentuk energi serta perubahan
dari satu bentuk ke bentuk yang lain;
2. Memahami Hukum-hukum yang terkait dengan
energi
3. Energi dalam kehidupan manusia meliputi
pemanfaatan energi surya, pembangkit listrik tenaga nuklir.
D. Manfaat Penulisan
Melalui makalah Konsep
Bab Energi, diharapkan dapat memberikan kegunaan kepada pembaca maupun penulis.
Adapun manfaat yang terdapat dalam makalah ini adalah:
1. Dapat mendefinisikan arti energi
2. Memahami bentuk-bentuk energi
3. Memahami perubahan bentuk energi
4. Memahami Pemanfaatan Energi dalam
Kehidupan Manusia
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Energi
Suatu benda dikatakan
memiliki energi jika ia dapat melakukan kerja. Air terjun misalnya, dapat
dikatakan memiliki energi karena ia dapat memutar turbin. Bola yang
menggelinding memiliki energi bila ia menabrak pot bunga, pot itu jatuh. Cahaya
matahari memiliki energi, ia dapat menguapkan air laut atau mengeringkan
pakaian. Bensin memiliki energi karena pembakaran bensin dapat menggerakkan
mesin mobil. Jadi Energi adalah sesuatu yang dapat menyebabkan benda dapat
melakukan kerja. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule
(J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo
watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut. 1 kalori =
4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori.
B. Bentuk-bentuk Energi
Energi terdapat dalam
berbagai bentuk dalam mekanika dikelompokkan menjadi dua yaitu: Energi Kinetik
dan Energi Potensial.
a. Energi Kinetik
Energi Kinetik adalah
energi yang dimiliki oleh benda yang
bergerak. Energi Kinetik dapat berupa gerakan gelombang, molekul molekul,
benda, zat dan objek. Besarnya tergantung dari massa dan kecepatan benda itu
bergerak.
Termasuk energi kinetik adalah :
Energi Angin
Angin adalah udara yang
bergerak. Kita dapat memanfaatkan angin untuk berlayar, memutar baling-baling
dan sebagainya.
Energi Gelombang Laut
Gelombang laut
mengadung energi yang besar karena dapt memecahkan batu karang, menghempaskan
kapal. Sampai sekarang energi gelombang banyak dimanfaatkan oleh orang.
Energi Suara
Suara adalah suatu
gelombang juga. Gelombang suara merambat melalui zat perantara misalnya udara,
air, zat padat. Gelombang suara membawa energi karena ia dapat memecahkan kaca
jendela, misalnya dari suatu ledakan petasan yang besar.
Energi Cahaya
Cahaya adalah suatu
gelombang atau materi yang bergerak dari sumber cahaya. Cahaya matahari dapat
kita manfaatkan energinya untuk mengeringkan pakaian, membunuh kuman-kuman,
bahkan dapat digunakan untuk mengadakan energi listrik.
Energi Panas
Energi panas benda,
sebanding dengan getaran partikel dalam suatu materi. Jumlah panas yang
memiliki suatu benda adalah jumlah energi kinetik dari semua pertikel yang
bergerak dalam benda. Energi panas adalah sutu bentuk energi. Energi panas
dapat melakukan usaha, misalnya meleburkan besi, dan mendidihkan air.
Besarnya Energi Kinetik
yang dimiliki oleh suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
Benda yang bergerak
dengan berotasi memiliki energi kinetik, adapun besarnya energi kinetik yang
dimiliki benda yang berotasi adalah:
b. Energi Potensial
Energi potensial adalah
energi yang dimiliki oleh suatu benda pada suatu tempat (kedudukan) tertentu.
Dari kedudukan atau tempat itu ia dapat melakukan usaha. Oleh karena itu energi
potensial disebut juga energi tenaga tempat. Sebagimana contohnya adalah sebuah
bola diangkat ke atas kemudian dilepaskan maka bola akan jatuh lagi ke bawah
(kedudukan semula). Jadi bola yang telah diangkat ke atas tadi juga memiliki
energi potensial. Energi potensial dapat berupa energi yang tersimpan dan
energi posisi – energi gravitasi.
Termasuk Energi potensial adalah:
Energi Kimia
Energi yang tersimpan
dalam ikatan atom dan molekul. Biomassa, minyak bumi, gas alam, dan batu bara
adalah contoh-contoh energi kima yang tersimpan. Energi kimia diubah menjadi
energi panas ketika kita membakar kayu di perapian atau membakar bensin di
mesin mobil.
Energi Mekanik
Energi yang tersimpan
dalam objek dengan tegangan. Pegas yang ditekan dan karet yang diregangkan
adalah contoh-contoh energi mekanik yang tersimpan.
Energi Nuklir
Energi yang tersimpan
dalam inti atom – energi yang menjaga inti tetap bersatu. Sangat besar jumlah
energi yang dapat dilepaskan ketika inti digabungkan atau dibelah. Pembangkit
listrik tenaga nuklir membelah inti atom uranium dalam sebuah proses yang
disebut fisi. Matahari menggabungkan inti atom hidrogen dalam proses yang
disebut fusi.
Energi Gravitasi
Energi yang tersimpan
dalam objek yang tinggi. Makin tinggi dan berat suatu objek, semakin banyak
pula energi gravitasi yang tersimpan. Ketika anda menaiki sebuah menuruni bukit
curam dan mendapatkan kecepatan, energi gravitasi sedang diubah menjadi energi
gerak. Tenaga air adalah contoh lain dari energi gravitasi, dimana bendungan
mengumpulkan air dan menjadikaknnya reservoir.
Energi Listrik
Apa yang disimpan dalam
sebuah baterai, dan dapat digunakan untuk menyalakan sebuah telepon genggam
atau menyalakan sebuah mobil. Energi listrik dibawa oleh partikel super kecil
yang bernama elektron, biasanya bergerak melalui kawat. Petir adalah sebuah
contoh energi listrik di alam yang begitu kuat.
Besarnya Energi
Potensial yang dimiliki oleh suatu benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
C. Perubahan Bentuk Energi
Dalam kehidupan
sehari-hari kita dapat melihat berbagai peristiwa perubahan bentuk energi,
misalnya cahaya matahari diserap oleh tumbuhan yang digunakannya sebagai tenaga
untuk tumbuh atau (untuk membentuk karbohidrat) melalui proses fotosintesis
menjadi energi kimia.
Apabila kita
membutuhkan panas untuk memasak kita dapat menjalankan kompor listrik. Dalam
hal ini energi listrik berubah menjadi energi panas.
Apabila kita telusuri
secara cermat peristiwa-peristiwa perubahan bentuk energi maka kita akan sampai
pada suatu kesimpulan bahwa energi tidak ada yang hilang. Ia seolah olah
menghilang tetapi sebenarnya berubah bentuk.
Pada tahun 1843 Joule
membuat pernyataan penting tentang hal
tersebut, yaitu:
“Energi tidak dapat
dibentuk maupun dimusnahkan. Energi dapat berubah-ubah bentuknya, oleh karena
itu jumlah energi di alam semesta selalu tetap”
Pernyataan di atas
sekarang kita anggap sebagi hukum, hukum ini disebut dengan “Hukum Kekekalan
Energi”.
Secara umum besarnya
energi diberi simbol W (work atau usaha). Satuan energi diberi nama Joule. 1
joule adalah besarnya energi untuk melakukan kerja dengan gaya 1 newton,
memindakan suatu titik (benda) sejauh 1 meter. Besarnya energi dapat dijabarkan
dengan besarnya gaya yang bekerja (F) dan jarak yang ditempuh (s).
Jadi besarnya Usaha
yang dilakukan benda dapat dirumuskan sebagai berikut:
Apabila arah gaya
membentuk sudut tertentu dengan perpindahan materi maka rumusnya menjadi:
Apabila satuan gayanya
adalah dyne dan satuan jaraknya adalah cm (sistem cgs) maka besarnya energi
adalah Erg.
Jadi 1 Erg = 1 dyne .
1cm
1 Joule = 107 Erg
Dalam kehidupan
sehari-hari satuan besarnya energi sering dinyatakan dalam kalori.
1 kalori = 4,184 Joule
( 1 Kalori =4184 Joule
= 4,184 k Joule = 1000 kalori
D. Hubungan Usaha dan Energi
· Hubungan Usaha dengan Energi Kinetik
Usaha menghasilkan
perubahan energi kinetik. Hal ini dapat dinyatakan pada persamaan berikut:
· Hubungan Usaha dengan Energi Potensial
Hubungan usaha dengan
energi potensial dapat dirumuskan sebagai berikut:
E. Energi Untuk Kehidupan Manusia
Contoh penggunaan
energi dalam kehidupan manusia antara lain:
1. Makanan sebagai Sumber Energi bagi Tubuh
Manusia
Semua makhluk hidup
termasuk manusia memerlukan energi. Energi itu digunakan untuk:
a. Menggerakkan sistem organ yang ada dalam
tubuhnya misalnya mengalirkan darah,
b. Untuk mempertahankan kelestarian
hidupnya, misalnya mencari makan dan berkembang biak,
c. Khusunya untuk manusia, ialah untuk
memenuhi keperluan hidupnya misalna berkendaraan, terbang ke negara lain atau
ke luar angkasa, berlayar, membuat baju bagus.
Energi dalam tubuh
manusia bersumber dari makanan. Kalau kita teliti makanan manusia terdiri dari
tumbuhan, misalnya buah-buahan, sayuran, umbi atau biji-bijian, dan dari hewan
berupa daging, telur, dan susu. Namun makanan hewan kalau kita telusuri berasal
dari tumbuhan juga yaitu tumbuhan yang dimakan hewan tadi. Sedangkan tumbuhan
memperoleh energi dari matahari. Tumbuhan dapat menyerap langsung cahaya
matahari ke dalam tubuhnya melalui proses fotosintesis.
Dalam tubuh manusia
karbohidrat mengalami dekomposisi dalam proses pencernaan makanan dan
kembalilah menjadi karbondioksida dan air dengan mengeluarkan sejumlah
energi.
Untuk keperluan itu
manusia perlu menghirup oksigen dari udara. Energi yang timbul dapat digunakan
untuk kerja atau ditransfer dalam bentuk energi kiia yang lain misalnya dalam
protein dan lemak.
Sebagai gambaran yang
dihasilkan karbohidrat, protein dan lemak yang dicernakan dalam tubuh adalah
sebagai berikut:
Adapun kebutuhan energi manusia
dewasa rata-rata perhari adalah:
2. Energi Surya sebagai Sumber Panas
Nenek moyang kita telah
banyak memanfaatkan energi surya sebagai sumber panas. Mereka mengeringkan
daging dengan menjemurnya diterik matahari sebagai upaya pengawetan makanan.
Mereka juga membuat ikan asin, mengeringkan kayu bakar, menjemur pakaian,
menjemur padi, dan sebagainya.
Berikut adalah beberapa
contoh upaya manusia masa kini dalam memanfaatkan energi cahaya matahari yang
murah tanpa polusi.
a) Kompor matahari
Alat ini menggunakan
prinsip cermin cekung untuk mengumpulkan cahaya. Panas yang terpusat ditampung
dengan lempengan logam yang agak tebal. Logam ini menjadi panas sekali, dapat
digunakan untuk menggoreng telor atau merebus air.
b) Tanur matahari
Tanur matahari tercipta
dengan kombinasi antara cermin datar dan cermin cekung. Cermin datar berfungsi
untuk mementulkan cahaya matahari ke arah suatu cermin cekung yang besar.
Karena jumlah cahaya yang datang ke cermin cekung banyak maka panas yang
ditimbulkan oleh cahaya yang terfokus itupun menjadi besar pula, dapat mencapai
20000C. Oleh karena itu alat ini disebut tanur, karena dengan panas setinggi
itu dapat melebur besi.
3. Pembangkit Listrik Tenaga Air
Air danau meskipun
dalam keadaan diam, ia mengandung energi potensial gravitasi. Semakin tinggi
letak danau itu semakin besar pula kandungan energi yang ada di
dalamnya.Berikut adalah bagan yang menunjukan prinsip kerja PLTA.
a) Air danau diterjunkan melalui terowongan.
Terowongan hampir vertikal dan jauhnya lebih dari 100 meter. Dengan demikian
akan terjadi percepatan dari gravitasi bumi.
b) Ujung terowongan itu dimasukkan ke dalam
turbin air. Poros turbin ini bergandengan dengan poros suatu dinamo pembangkit
listrik.
c) Listrik yang dihasilkan dari dinamo yang
digerakkan melalui poros turbin tadi ditampung ke gardu listrik yang berisi
transformator, yaitu alat untuk mengatur tegangan listrik.
d) Dari gardu listrik, listri dengan tegangan
tinggi tertentu disalurkan ke gardu kota. Gardu kota mengubah tegangan listrik
sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan konsumen.
e) Air yang telah “diperas” energinya tadi
masih dapat dimanfaatkan sebagai irigasi untuk persawahan.
4. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Salah satu alternatif
untuk memperoleh energi bagi kebutuhan manusia adalah melalui Pembangkit
Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). PLTN memberikan keuntungan yang sangat besar.
Sebagai ilustrasi, 1 gram 235U dapat menghasilkan energi sebesar 80 Juta kj.
Bandingkan dengan hasil pembakaran 1 gram batubara yang dapat mengeluarkan
energi sebesar 30 kj. Kalau kita hitung maka bandingannya adalah 1 gram 235U
sebanding dengan 2,7 ton batubara. Adapun prinsip kerja PLTN dapat diikuti
melalui bagan berikut:
a) Reaktor nuklir, terdiri dari ruang yang
berdinding beon yang tebal. Dalam ruang itu terdapat bahan bakar nuklir berupa
uranium dan plutonium. Bahan bakar radio aktif ini direaksikan dengan netron
melalui suatu tembakan. Intensitas reaksi dapat dikendalikan melalui batang
batang pengontrol 1, 2, 3. Panas yang dihasilkan dialirkan melalui zat alir
panas, misalnya karbondioksida. Gas CO2 yang telah mendapat panas dari reaktor
dialirkan ke B, suatu instalasi penukar panas. CO2 yang telah dingin dialirkan
kembali ke reaktor.
b) Dalam instalasi penukaran panas B, panas
digunakan untuk menguapkan air. Uap air yang terjadi digunakan untuk
menggerakkan turbin uap C. Uap air yang telah kehilangan panas dikembalikan ke
ruang B.
c) Adalah turbin uap. Karena tekanan uap
air, turbin berputar. Poros turbin dihubungkan dengan poros dinamo pembangkit
listrik, D.
d) Dinamo D menghasilka listrik tegangan
tinggi, setelah diatur gardu transformator E, kemudian dialirkan ke gardu-gardu
kota yang memerlukan.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Energi adalah kemampuan
untuk melakukan usaha. Tanpa energi yang diciptakan Tuhan tidak akan ada
kehidupan. Matahari, angin, sungai, dan bahkan alam ini tidak akan ada Usaha
yang dimaksud dalam definisi ini adalah segala sesuatu yang berkaitan dengan
perubahan. Misalnya perubahan posisi atau gerak, perubahan bentuk perubahan
wujud. Dalam berbagai perubahan tersebut energi turut mengalami perubahan
bentuk tetapi tidak hilang atau berkurang.Bentuk bentuk energi yang dikenal adalah
energi pada benda yang bergerak, energi potensial yang dimiliki oleh benda
karena kedudukannya sendiri.
B. Saran
Penggunaan energi yang
berlebih dapat menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan. Misalnya
penggunaan energi nuklir. Penggunaan nuklir dapat menimbulkan radiasi terhadap
wilayah dimana nuklir itu dikembangkan. Oleh sebab itu dalam kehidupan sehari
hari kita perlu bijak dalam penggunaan energi untuk kehidupan serta aktivitas
sehari hari.
DAFTAR
PUSTAKA
Hendro Darmodjo.1993.
Pendidikan IPA 1. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan
Ni Ketut Lasmi. 2012.
Seri Pendalaman Materi Fisika. Bandung: Esis.
http://macam-macamrumusfisika.blogspot.com/p/usaha-dan-energi.html
http://wiki.openthinklabs.com/science-corner/pengenalan-energi-untuk-anak/apa-itu
energi/bentuk-bentuk-energi-dasar
Tag :
SUMBER ENERGI
0 Komentar untuk "Makalah BAB12 : Sumber Energi"