Tahukah kalian apa itu PLTS? PLTS atau
Pembangkit Listrik Tenaga Surya adalah pembangkitan listrik yang sumber energinya
didapatkan dari radiasi matahari. Panel Surya/ Modul Surya akan menangkap
energi matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan
oleh panel surya masih merupakan Listrik DC. Perlu adanya komponen tambahan
untuk mengubah menjadi Listrik AC dan dapat digunakan untuk peralatan
elektronik yang biasanya ada pada bangunan.
Sumber
Energi Alternatif
Seiring dengan peningkatan kebutuhan sumber
daya energi yang meningkat drastis, inovasi-inovasi baru mengenai sumber daya
energi berkembang dengan cepat. Di Indonesia, makin berkurangnya ketersediaan
sumber daya energi fosil, khususnya minyak bumi, yang sampai saat ini masih
merupakan tulang punggung dan komponen utama penghasil energi di Indonesia,
serta makin meningkatnya kesadaran akan usaha untuk melestarikan lingkungan,
menyebabkan kita harus berpikir untuk mencari altematif penyediaan energi yang memiliki
karakteristik:
a. Dapat mengurangi ketergantungan terhadap
pemakaian energi fosil, khususnya minyak bumi
b. Dapat menyediakan energi listrik dalam skala
lokal regional
c. Mampu memanfaatkan potensi sumber daya energi
setempat, serta
d. Cinta lingkungan, dalam artian proses produksi
dan pembuangan hasil produksinya tidak merusak lingkungan hidup di sekitarnya.
Berikut adalah contoh-contoh dari energi
alternatif:
a. Energi Surya
Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi
bumi yang berupa energi panas dan energi cahaya. Energi panas matahari dapat
digunakan secara langsung, misalnya untuk mengeringkan pakaian. Energi cahaya
matahari menerangi bumi pada siang hari. Selain itu, cahaya matahari
dimanfaatkan tumbuhan hijau untuk melakukan fotosintesis. Energi cahaya
matahari juga digunakan untuk memanaskan air atau menghasilkan listrik. Oleh
karena itu, energi cahaya biasa disebut sebagai tenaga surya.
b. Energi Angin
Angin adalah udara yang bergerak dan berpindah
tempat. Penggerakan udara itu disebabkan oleh perbedaan suhu. Perbedaan suhu
disebabkan oleh perbedaan daya serap panas di permukaan bumi. Jadi, selama
matahari masih memancarkan sinarnya ke bumi dan di bumi terdapat daratan dan
lautan, maka akan terjadi perbedaan suhu dan menyebabkan terjadinya angin.
c. Panas Bumi (Gheothermal)
Energi panas bumi adalah energi yang
diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas bumi ini
berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini
diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh
permukaan bumi. Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika
musim dingin atau air) sejak peradaban Romawi, namun sekarang lebih populer
untuk menghasilkan energi listrik.
d. Tenaga air
Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari
air yang mengalir. Pada dasarnya, air di seluruh permukaan bumi ini bergerak
(mengalir). Di alam sekitar kita, kita mengetahui bahwa air memiliki siklus. Di
mana air menguap, kemudian terkondensasi menjadi awan. Air akan jatuh sebagai
hujan setelah ia memiliki massa yang cukup. Air yang jatuh di dataran tinggi
akan terakumulasi menjadi aliran sungai. Aliran sungai ini menuju ke laut. Di
laut juga terdapat gerakan air, yaitu gelombang pasang, ombak, dan arus laut.
Gelombang pasang dipengaruhi oleh gravitasi bulan, sedangkan ombak disebabkan
oleh angin yang berhembus di permukaan laut dan arus laut di ebabkan oleh
perbedan kerapatan (massa jenis air), suhu dan tekanan, serta rotasi bumi.
e. Bahan Bakar Bio
Bahan bakar bio merupakan bahan bakar yang
berasal dari makhluk hidup, baik dari tumbuhan maupun hewan. Bahan bakar bio
dari tumbuhan di antaranya tumbuhan berbiji yang mengandung minyak. Seperti
bunga matahari, zaitun, jarak, kacang tanah, dan kedelai. Minyak yang
dihasilkan biasa digunakan sebagai campuran solar untuk menjalankan mesin
diesel dan bus. Tanaman tebu juga sering digunakan untuk menghasilkan bahan
bakar bio. Batang tanaman tebu diambil sarinya untuk diolah menjadi gula. Gula
yang dihasilkan digunakan untuk membuat alkohol. Alkohol dapat dicampur dengan
bensin sebagai bahan bakar yang dikenal sebagai gasohol. Bahan bakar bio dari
hewan biasanya berasal dari lemak sapi, biri-biri, dan paus. Lemak ini dapat
dibuat lilin sebagai penerangan. Bahan bakar bio juga berasal dari kotoran
hewan. Kotoran hewan ini dimasukkan ke ruangan bawah tanah (lubang) yang
disebut pencerna biogas. Kotoran tersebut kemudian melepaskan gas metana. Gas
ini bersifat mudah terbakar dan dapat digunakan untuk memasak.
Pembangkitan
Energi Listrik
Proses pembangkitan tenaga listrik adalah
proses konversi tenaga primer (bahan bakar atau potensi tenaga air) menjadi
tenaga mekanik sebagai penggerak generator listrik dan selanjutnya generator
listrik menghasilkan tenaga listrik. Pembangkitan energi listrik yang banyak
dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga didapat tenaga listrik
arus bolak-balik tiga phasa.
Energi mekanik yang dipakai memutar generator
listrik didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut
penggerak mula (primover). Mesin penggerak generator listrik yang banyak
digunakan adalah mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas. Mesin
penggerak generator melakukan konversi energi primer menjadli energi mekanik
penggerak generator. Proses konversi energi primer menjadi energi mekanik
menimbulkan produk sampingan berupa limbah dan kebisingan yang perlu
dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan.
Pembangkit
Listrik Tenaga Hydro
Pada dasarnya suatu pembangkit listrik tenaga
hydro berfungsi untuk mengubah potensi tenaga air yang berupa aliran air yang
mempunyai debit dan tinggi jatuh untuk menghasilkan energi listrik.
a. Pembangkit Listrik Tenaga Air
Pusat listrik yang menggunakan tenaga air atau
sering disebut Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA). Pada pusat listrik tenaga air,
energi utamanya berasal dari tenaga air (energi primer). Tenaga air tersebut
menggerakkan turbin air dan turbin air memutar generator listrik. Pusat listrik
ini menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer.
Air dari tandon/sungai masuk pada turbin
melalui penstok untuk memperbesar tekanan hidrostatis. Katup pengaman berguna
untuk mengatur aliran air yang masuk ke headrace tunnel, juga untuk
menghentikan aliran air. Energi potensial air menggerakkan turbin sehingga
mengsilkan energi gerak yang dikonversi menjadi energi listrik oleh generator.
Energi listrik dari generator ini diatur dan ditransfer oleh main transformer
agar sesuai dengan kapasitas transmission line (tegangan, daya, dll) untuk
dibagikan ke rumah-rumah.
b. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Pembangkit listrik tenga mikro hidro merupakan suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan tenaga mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan.
c. Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Energi pasang surut (Tidal Energi) merupakan
energi yang terbarukan. Prinsip kerjanya sama dengan pembangkit listrik tenaga
air, di mana air dimanfaatkan untuk memutar turbin dan mengahasilkan energi
listrik. Energi diperoleh dari pemanfaatan variasi permukaan laut terutama
disebabkan oleh efek gravitasi bulan, dikombinasikan dengan rotasi bumi dengan
menangkap energi yang terkandung dalam perpindahan massa air akibat pasang
surut.
Pembangkit
Listrik Tenaga Thermo
a. Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Cara kerjanya Batubara yang merupakan bahan
bakar dipasok ke dalam tungku (furnace). Di situ batubara dibakar dan akan
menghasilkan energi atau kalor. Selanjutnya energi tersebut akan dipindahkan ke
air di dalam boiler (F), di mana air kemudian akan mendidih dan berubah bentuk
menjadi uap (A). Uap yang mempunyai suhu tinggi dan tekanan tinggi ini akan
dialirkan ke turbin (B). Di dalam turbin, uap akan melewati sudut-sudut turbin
yang kemudian akan memutar poros untuk menggerakkan generator (C) dan menghasilkan
listrik. Uap yang telah melewati turbin selanjutnya akan masuk ke dalam
kondensor (D), di mana uap tersebut akan didinginkan dan berubah bentuknya
kembali menjadi cair. Air dari kondenser selanjutnya akan dikembalikan ke dalam
boiler dengan menggunakan pompa umpan (E). Demikian seterusnya proses tersebut
berlangsung berulang-ulang. Karena proses tersebut berulang dan menggunakan uap
sebagai media untuk memindahkan energi, maka proses ini disebut dengan istilah
siklus uap atau dikenal juga dengan istilah siklus Rankine.
b. Pembangkit Listrik Tenaga Gas
bakar gas atau minyak. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenaga penggerak turbin gas atau motor gas. Gas berasal dari dapur tinggi, dapur kokas, dan gas alam.
Siklus PLTG berawal melalui udara yang masuk ke
kompressor.
Kompressor yang berfungsi menaikkan tekanan
udara kemudian memasukkan udara ke dalam ruang bakar (Combustion room)
bercampur dengan bahan bahan bakar (gas/BBM). Pembakaran di ruang pembakaran
menghasilkan gas bersuhu tinggi dan bertekanan sehingga dapat memutar turbin
gas. Turbin yang berputar mendrive generator berputar. Luaran sistem tersebut
menghasilkan produksi listrik dan setelah itu, gas akan dibuang ke atmosfer
melalui stack (cerobong asap).
c. Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel
Pada pusat pembangkit listrik tenaga diesel energi primer berasal dari bahan bakar minyak atau bahan bakar gas. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenga pemutar yang berasal dari putaran diesel.
d. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Energi panas bumi (Geothermal energy) sudah dikenal sejak ratusan tahun lalu dalam wujud gunung berapi, aliran lava, sumber air panas maupun geyser. Pada mulanya uap panas yang keluar dari bumi tersebut hanya dimanfaatkan untuk tujuan theraphy. Baru pada awal abad ke-20, seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta dimakluminya keterbatasan sumber energi minyak, maka mulai dipikirkan pemanfaatan energi panas bumi untuk keperluan–keperluan yang lebih komersil. Pada tahun 1913, pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama, dengan kapasitas 250 KWH. Berhasil dioperasikan di Italia. Kemudian disusul dengan pembangkit lainnya yang sampai dengan tahun 1988 total kapasitas PLTP di dunia sudah mencapai lebih dari 20.000 MW.
Air disuntikan ke dalam perut bumi di mana
terdapat sumber panas alami melalui injektor. Air akan mengalami pemanasan dan
menjadi uap bertekanan. Uap yang keluar masih mengandung air sehingga harus
dilakukan pemisahan antara uap dan air pada separator. Dari sini uap kering
akan menuju turbin dan selanjutnya menjalankan generator untuk digunakan
sebagai pembangkit listrik, sedangkan airnya akan menuju tangki pendingin untuk
didinginkan melalui sistem pendingin udara, kemudian disuntik lagi ke dalam
sumber panas bumi.
e. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pada pusat pembangkit ini, tenaga nuklir diubah menjadi tenaga listrik. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan PLTU yang menggunakan uranium sebagai bahan bakar dan menjadi sumber energi primer. Uranium mengalami proses fusi (fussion) di dalam reaktor nuklir yang menghasilkan energi panas. Energi panas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan uap dalam ketel uap. Uap panas yang dihasilkan ketel uap selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan turbin uap memutar generator listrik.
PLTN pada dasarnya sama dengan PLTU hanya saja
ruang bakar PLTU diganti dengan reaktor nuklir yang menghasilkan panas (kalor).
Dalam reaktor nuklir, terjadi proses fission (fisi), di mana bahan bakar nuklir
uranium U-235 mengalami fission menjadi unsur-unsur lain. Pada proses fission
ini, timbul panas yang digunakan untuk menghasilkan uap. Proses fission adalah
proses di mana suatu unsur diuraikan menjadi unsur-unsur lain yang jumlah
massanya lebih kecil daripada massa uranium-235 yang diuraikan. Selisih massa
ini (ada massa yang hilang) adalah massa yang berubah menjadi energi panas
(kalor) dalam reaktor nuklir (sesuai dengan rumus E = MC2) . Inti uranium-235
ditembak dengan neutron sehingga pecah menjadi inti xenon dan inti strontium,
selain itu terjadi pula pelepasan neutron dari inti uranium-235 yang ditembak
tersebut.
Pembangkit listrik non-konvensional umumnya
masih dalam tahap riset sehingga belum merupakan pusat listrik. Khusus untuk
pembangkit listrik tenaga surya, sudah banyak dibangun di tempat-tempat yang
jauh dari jaringan PLN dengan memanfaatkan energi matahari. Pembangkit
pembangkit listrik non-konvensional ini adalah:
a. Pembangkit listrik tenaga surya
Pada prinsipnya, pembangkit listrik tenaga
surya terdiri dari sekelompok foto sel, sinar matahari menjadi gaya gerak
listrik (GGL) untuk mengisi baterai aki (B). Dari baterai aki (B), energi
listrik dialirkan ke pemakai. Pada waktu banyak sinar matahari (siang hari),
baterai aki (B) diisi oleh fotosel. Tetapi pada saat malam hari, foto sel fidak
menghasilkan energi listrik, maka energi listrik diambil dari baterai aki (B)
tersebut
b. Pembangkit listrik tenaga angin
Energi angin diubah oleh baling-baling (turbin
angin) menjadi energi pemutar generator arus searah. Apabila tegangan generator
cukup tinggi, relai tegangan akan menutup saklar pengisi baterai aki sehingga
baterai aki diisi oleh generator. Apabila angin berkurang dan agar tidak
terjadi aliran daya balik dari baterai aki ke generator, maka relai daya balik
akan membuka saklar tadi. Pasokan daya untuk pemakai diambil dari baterai aki.
Sesungguhnya, tenaga angin ini termasuk tenaga surya secara tidak langsung karena
baik angin lokal (misalnya angin darat dan angin laut) maupun angin planet
terjadi akibat pemanasan ke bumi oleh matahari (secara langsung) yang
selanjutnya menimbulkan perbedaan suhu di antara tempat di permukaan bumi ini.
c. Fuel Cell (Sel Bahan Bakar)
Sebagai bahan bakar adalah H2 dan O2 yang
masing-masing dimasukkan ke kutub negatif (anoda) dan kutub positif (katoda).
Setiap kutub, sifatnya berpori (berlubang-lubang) dan di antara anoda dan
katoda ini terdapat larutan KOH. Larutan KOH menghasilkan ion negative OH- pada
kutub negatif anoda berpori dengan gas hidrogen H2, akan bereaksi menjadi H2O
dan melepas elektron sehingga anoda menjadi elektron yang bermuatan negatif.
Elektron-elektron ini kemudian mengalir ke beban dan sampai ke kutub positif katoda.
Di katoda, elektron tersebut bertemu dengan oksigen O2 yang dimasukkan ke kutub
positif katoda sehingga elektron bersama O2 dan H2O (dari larutan KOH)
menghasilkan ion negatif OH- yang selanjutnya akan digunakan untuk menghasilkan
elektron pada kutub negatif anoda seperti tersebut di atas. Larutan KOH tidak
ikut bereaksi, larutan tersebut hanya menjadi katalisator penghasil ion OH-.
Sebagai elektroda dapat digunakan logam nikel atau platina, sedangkan untuk
larutan, selain KOH, bisa juga digunakan larutan H2S04 atau larutan H3PO4. Fuel
cell telah digunakan dalam kendaraan ruang angkasa dan sedang dalam
pengembangan agar pemakaiannya dapat diperluas, dan diharapkan di masa yang
akan datang dapat digunakan secara komersial sebagai sumber energi.
Pengertian
Pencemaran Lingkungan
Pencemaran lingkungan atau yang sering kali
disebut polusi merupakan perubahan yang terjadi pada lingkungan yang terjadinya
tidak dikehendaki sebab berpengaruh pada kegiatan, keselamatan, dan kesehatan
makhluk hidup. Perubahan yang terjadi tersebut diakibatkan oleh zat pencemar
atau yang sering disebut dengan polutan. Zat yang dapat dikatakan sebagai
polutan adalah apabila jumlah bahan atau zat tersebut lebih dari batas
normalnya, berada pada waktu yang tidak tepat, serta pada tempat yang tidak
semestinya. Sehingga keadaan ekosistem dalam lingkungan tersebut tidak lagi
seimbang.
Padahal ekosistem yang seimbang dimiliki oleh
lingkungan yang alami.
Contohnya seperti, udara di desa jauh lebih
segar karena masih banyak pepohonan yang tumbuh. Hal tersebut menunjukkan bahwa
udara di desa belum tercemar. Tentu hal tersebut sangat berbeda dengan yang ada
di kota, di mana selain penduduknya yang padat, udara yang terasa panas dan
tidak nyaman menunjukkan udara telah tercemar.
Macam-Macam Pencemaran Lingkungan Berdasarkan
Jenis dan Contohnya:
a. Pencemaran Udara
Biasanya pencemaran udara terjadi karena
pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor serta gas buangan dari pabrik. Karbon
monoksida (CO), klorofluorokarbon (CFC), senyawa nitrogen, belerang, serta
partikel debu merupakan beberapa dari jenis polutan yang seringkali mencemari
udara.
Contohnya seperti adanya hasil pembakaran yang
tidak sempurna oleh mesin kendaraan yang menghasilkan gas CO (Karbon
monoksida). Jika gas CO ini terhirup oleh manusia, maka gas tersebut akan ikut
tersebar melalui darah, sehingga dapat mengganggu daya ikat darah terhadap
oksigen. Akibatnya dapat menyebabkan gangguan saraf, pusing-pusing, bahkan
dapat menyebabkan pingsan.
Kerusakan air dari batas normal dapat dikatakan
bahwa air tersebut telah tercemar. Air yang tercemar diakibatkan oleh adanya
polutan serta racun yang masuk ke dalam air. Jenis dari polutan air ini dapat
berupa limbah industri, minyak, bahkan limbah rumah tangga.
Limbah dari industri yang mengandung logam
berat seperti timbal, kadmium, ataupun raksa akan ikut mengalir ke sungai.
Apabila masuk ke dalam tubuh, maka logam tersebut berbahaya karena dapat
menyebabkan penyakit kanker. Limbah rumah tangga seperti sampah serta detergen
dapat membuat kandungan oksigen di dalam air menurun.
Selain limbah industri dan limbah rumah tangga,
ada juga limbah pertanian seperti insektisida (DDT), herbisida, serta pupuk
berbahaya lainnya yang tentunya berbahaya bagi kesehatan manusia serta
organisme lainnya. semua jenis limbah tersebut dapat mengganggu keseimbangan
ekosistem dan dapat mengakibatkan kematian organisme air, khususnya ikan.
c. Pencemaran Tanah
Aktivitas manusia seperti membuang sampah tidak
pada tempatnya merupakan salah satu penyumbang terjadinya pencemaran tanah.
Selain itu, bocornya limbah cair dari rumah sakit maupun industri, tumpahan
minyak, limbah, serta zat kimia lainnya juga penyebab terjadinya pencemaran
tanah.
Tanah yang telah tercemar oleh polutan, maka
polutan tersebut dapat mengendap ke dalam tanah sebagai zat yang beracun.
Polutan berdasarkan sifatnya dapat dibedakan menjadi dua yaitu yang dapat
diuraikan seperti kertas dan yang tidak dapat diuraikan seperti plastik.
Satuan Internasional untuk energi ialah Joule
(J), satuan tersebut dapat digunakan untuk menghormati James Presscot Joule
serta percobaannya dalam persamaan mekanik panas. Satuan lain untuk energi
ialah Kalori (Kal).
Hubungan antara Joule dengan Kalori, ialah
sebagai berikut:
-
1 kalori = 4,2 Joule atau 1 Joule = 0,24 kalori
-
Hubungan Joule dengan Satuan Internasional Dasar lain:
-
1 Joule = 1 Newton-Meter dan 1 Joule = 1kg m2 s-2
Hukum
Kekekalan Energi
Seperti yang kita ketahui bahwa energi memiliki
suatu hukum yang sering disebut dengan hukum kekekalan energi. Bunyi dari hukum
kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk
yang lainnya (Hukum I Termodinamika).
Macam dan
Bentuk Energi
Energi yang paling besar adalah energi
matahari. Energi panas dari sinar matahari memiliki banyak manfaat bagi
kehidupan di muka bumi ini. Manfaat energi matahari dapat dirasakan oleh
manusia yaitu dapat dimanfaatkan untuk mengeringkan pakaian, untuk menghangatkan
ruangan, sebagai penghangat tubuh, untuk mengeringkan hasil pertanian seperti
padi, kopi, cengkeh, untuk pembengkit tenaga listrik. Selain dapat bermanfaat
bagi manusia energi matahari juga bermanfaat bagi tumbuhan yang memiliki
klorofil untuk dapat melakukan proses pembuatanan makanan atau proses
fotosintesis.
Energi adalah sebuah kebutuhan manusia yang
sangat vital. Kehidupan manusia memang tak bisa lepas dari teori energi. Salah
satu energi yang sering digunakan adalah energi bumi dan juga listrik. Akan
tetapi, jika energi minyak bumi akan habis jika digunakan secara terus menerus.
Hal ini dikarenakan minyak bumi merupakan salah satu sumber energi tak
terbarukan.
Oleh sebab itu, manusia membutuhkan energi
ramah lingkungan yang bebas polusi dan merusak alam untuk mendapatkannya.
Energi ramah lingkungan sendiri merupakan energi yang pemanfaatannya tidak
memberikan dampak buruk bagi kondisi lingkungan.
Energi alternatif sendiri ada banyak jenisnya.
Apa saja macam-macam energi alternatif itu berikut beberapa di antaranya:
a. Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi Mekanik dibagi lagi menjadi dua, yaitu:
1) 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
m = Massa (kg)
g = Gravitasi (m/s2)
h = Ketinggian (m)
2) Energi Kinetik
adalah Energi yang dimiliki suatu benda karena
pergerakan atau kelajuannya. Energi kinetik secara jelas dapat diartikan
sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha agar bisa menggerakkan benda
dengan massa tertentu hingga mencapai suatu kecepatan tertentu. Semakin tinggi
kecepatan suatu benda maka semakin besar pula energi kinetiknya. Contohnya
adalah ketika sebuah mobil melaju, semakin kencang kecepatan mobil tersebut,
maka semakin pula energi kinetiknya. Secara fisika, rumus energi kinetik adalah
sebagai berikut:
Ek = Energi Kinetik (Joule)
m = Massa (kg)
v = Kecepatan (m/s)
Energi Mekanik = Energi Potensial + Energi Kinetik
b. Energi Bunyi
Energi Bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh
getaran partikel- partikel udara di sekitar sumber bunyi. Sebenarnya setiap
terjadinya getaran pada suatu benda pasti terdapat energi bunyi, namun tidak
semua bunyi tersebut akan terdengar. Semakin kuat getarannya, semakin besar
pula energi bunyi yang dihasilkan.
Contohnya adalah ketika bermain gendang,
semakin kuat gendang
dipukul, otomatis semakin besar getarannya, dan
semakin besar bunyi yang dihasilkan.
c. Energi Panas (Kalor)
Energi Panas adalah energi yang terjadi karena pergerakan
internal partikel penyusun dalam suatu benda. Energi panas merupakan energi
yang berpindah dari suatu partikel yang bersuhu tinggi ke partikel bersuhu
lebih rendah, di mana matahari merupakan sumber energi panas yang paling besar.
Energi panas dapat berpindah melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan
radiasi.
Contoh sederhana dari energi panas adalah
ketika memanaskan
air dengan api, suhu dari api akan berpindah ke
air sehingga membuat air dapat mendidih.
d. Energi Cahaya
Energi Cahaya adalah energi yang dihasilkan
oleh gelombang elektromagnetik. Contohnya adalah ketika cahaya dari lampu,
semakin jauh kita dari sumber cahaya maka semakin sedikit pengaruh cahaya
tersebut terhadap penglihatan.
e. Energi Kimia
Energi Kimia adalah energi yang dihasilkan
karena adanya interaksi secara kimia dari reaksi kimia yang terjadi. Contoh
sederhananya adalah makanan yang masuk ke dalam tubuh memiliki unsur kimia dan
akan mengalami reaksi kimia agar dapat dimanfaatkan oleh tubuh, nah saat proses
reaksi kimia juga terjadi energi kimia.
f. Energi Nuklir
Energi Nuklir adalah energi yang dihasilkan
dari reaksi inti oleh bahan radioaktif. Energi ini dihasilkan oleh inti atom
yang membelah atau dua inti atom yang menyatu. Pembelahan atau penyatuan inti
atom akan menghasilkan energi yang sangat besar karena terjadi perubahan pada
inti atom. Contohnya adalah penggunaan bom nuklir.
Fungsi dan
Manfaat Energi Sehari-hari
Dari hukum kekekalan energi di atas apabila
energi dapat dirubah ke dalam bentuk energi lainnya maka energi tersebut akan
dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Perubahan energi yang paling
banyak bisa dimanfaatkan adalah perubahan dari energi listrik dirubah ke dalam
bentuk energi yang lainnya.
Contoh perubahan energi itu antara lain:
a. Energi kimia menjadi energi gerak (mekanik),
makanan yang kita makan diolah melalui reaksi kimia menjadi sumber energi untuk
beraktivitas
b. Energi listrik menjadi energi panas penggunaan
setrika untuk menggosok pakaian
c. Energi listrik menjadi energi bunyi penggunaan
bel untuk menghasilkan bunyi
d. Energi listrik menjadi energi gerak mekanik
penggunaan kipas angin
e. Energi gerak (mekanik) menjadi energi panas
gesekkan dua benda secara terus menerus menghasilkan panas
f. Energi cahaya menjadi energi kimia,
pemanfaatan cahaya matahari sebagai bahan dasar dalam proses fotosintesis oleh
tumbuhan.
Sifat Energi
a. Transformasi energi, energi bisa diubah dalam
bentuk lain. Sebagai conohnya energi panas pembakaran menjadi energi mekanik
mesin.
b. Transfer energi, energi panas dari suatu
material atau tempat dapat di transferkan ke tempat atau metrial lain. Sebagai
contoh pemanasan air pada panci, dengan energi panas yang berasal di api
ditransferkan melalui material panci sehingga memanaskan air dan setelah
melalui titik didih air, maka air akan menguap.
c. Energi dapat dipindahkan, dari benda lain oleh
suatu gaya yang menyebabkan pergeseran. Dalam hal ini sering disebut dengan
energi mekanik.
d. Energi adalah kekal, energi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan.
Perubahan
Bentuk Energi
Energi dapat berubah dari bentuk energi yang
satu ke bentuk energi lainnya. Suatu bentuk energi akan terlihat manfaatnya
setelah berubah bentuk menjadi bentuk energi yang lain. Beberapa contoh
perubahan bentuk energi adalah sebagai berikut:
a. Perubahan energi kimia menjadi energi gerak
Contohnya: bensin dan solar digunakan sebagai
bahan bakar yang dapat menjadikan mobil bergerak.
b. Perubahan energi gerak menjadi energi panas
Contoh: kedua tangan yang digosokkan akan
terasa hangat.
c. Perubahan energi gerak menjadi energi bunyi
Contoh: saat kita bertepuk tangan akan
terdengar bunyi.
d. Perubahan energi panas menjadi energi gerak
Contoh: kertas yang dibentuk spiral akan
berputar saat dipanaskan di atas lilin.
e. Perubahan energi kimia menjadi energi panas
Contoh: energi dari makanan yang menghasilkan
panas setelah dimakan.
f. Perubahan energi listrik menjadi energi cahaya
Contoh: lampu neon, lampu pijar, televisi
g. Energi listrik menjadi energi panas
Contoh: setrika, magic jar, solder, dispenser,
dan oven.
h. Energi listrik menjadi energi gerak
Contoh: kipas angin, mixer, bor listrik dan
mesin cuci.
i. Energi gerak menjadi energi listrik
Contoh: kincir angin, generator.
j. Energi listrik menjadi energi bunyi
Contoh: bel listrik, klakson mobil.
Energi dapat diubah menjadi energi yang setara,
tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan dan juga tidak dapat dibuat. Hal ini
disebut hukum kekekalan energi. Albert Einstein mengemukakan pendapatnya
tentang hukum kekekalan materi dan energi, bahwa pada waktunya orang dapat
mengubah unsur menjadi energi dan sebaliknya energi menjadi unsur kembali. Para
ahli menegaskan pendapat Einstein dengan mengemukakan bahwa unsur dan energi
adalah dua macam bentuk yang berlainan, maka tetap berlaku hukum kekekalan. Bahwa
untuk energi dapat diubah dari yang satu ke yang lain, tetapi jumlah akhir
adalah tetap.
Bagan di bawah ini memperlihatkan secara
skematis energi asal radiasi surya maupun buatan manusia diubah bentuknya
menjadi energi yang dapat dimanfaatkan.
1. Pada proses I: Sinar matahari ditangkap oleh
daun tumbuh-tumbuhan, dikumpulkan dalam bentuk kayu dan biomassa sebagai kayu
bakar atau biomassa yang dapat dimanfaatkan oleh manusia.
2. Pada proses II: menunjukkan pada radiasi surya
yang memanasi atmosfer, sehingga terjadi perpindahan udara berupa angin dan
arus pancar.
3. Pada proses III: lautan dipanaskan, terjadi
dua hal, yang pertama air naik sebagai uap menjadi awan dan turun lagi ke bumi
dalam bentuk hujan. Hujan yang turun di gunung dan air mengalir di sungai merupakan
potensi tenaga air. Kedua, lautan dipanaskan, lapisan laut sebelah atas lebih
panas daripada lapisan bawah. Panas ini merupakan potensi energi yang dapat
dimanfaatkan dengan cara konversi energi panas laut (KEPL).
4. Pada proses IV: panas matahari dimanfaatkan
secara langsung sebagaimana terjadi pada menjemur pakaian, menjemur ikan
kering, dll.
5. Pada proses V, VI, dan VII: pemanfaatan panas
matahari dilakukan dengan kolektor buatan manusia, dimaksudkan sebagai alat
untuk penangkap dan pengumpul sinar matahari.
SUHU DAN KALOR
1. SUHU
-
Suhu merupakan derajat panas suatu benda yang diukur mengunakan
termometer
-
Dalam kehidupan sehari-hari kita menggunakan termometer zat cair dan
pada umumnya menggunakan raksa atau alkohol
-
Perbandingan skala termometer pada tekanan 76 cmHg
- Menentukan kesetaraan skala Termometer
- Macam-macam termometer:
a. Termometer air raksa
Air raksa membeku pada -400C dan mendidih pada
3600C, maka termometer air raksa hanya dapat dipakai untuk mengukur suhu- suhu
diantara interval tersebut
b. Termometer alkohol
Untuk suhu-suhu yang lebih rendah dapat dipakai
alkohol (titik beku -1300C) dan pentana (titik beku -2000C) sebagai zat cairnya
c. Termoelemen
Alat ini bekerja atas dasar timbulnya gaya
gerak listrik dari dua buah sambungan logam bila sambungan tersebut berubah
suhunya
d. Pirometer Optik
Alat ini dapat dipakai untuk mengukur
temperatur yang sangat tinggi
e. Termometer maksimum-minimum Six Bellani
Adalah termometer yang dipakai untuk menentukan
suhu yang tertinggi atau terendah dalam suatu waktu tertentu
f. Termostat
Alat ini dipakai untuk mendapatkan suhu yang
tetap dalam suatu ruangan
g. Termometer Diferensial
Dipakai untuk menentukan selisih suhu antara
dua tempat yang berdekatan
2. KALOR
Pengertian sifat termal zat ialah bahwa setiap
zat yang menerima ataupun melepaskan kalor, maka zat tersebut akan mengalami:
-
Perubahan suhu/temperatur/derajat panas
-
Perubahan panjang ataupun perubahan volume zat tersebut
-
Perubahan wujud
a. Kalor Jenis �
b. Kapasitas Kalor
Bilangan yang menunjukkan jumlah kalor yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu tiap satu-satuan suhu
C = kapasitas kalor (panas) (kal/oC, J/oK)
c. Kalor Laten
Bilangan yang menunjukkan jumlah kalor yang
dibutuhkan untuk merubah wujud suatu zat tiap satu-satuan massa
L = kalor laten (kal/gr, J/kg)
m = massa yang berubah wujud (kg)
Q = kalor (panas)
d. Azas Black
Jika benda A melepas kalor pada benda B maka:
- Kesetaraan satuan kalor dan
energi mekanik ini ditentukan oleh “Percobaan Joule”
1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kal
- Harga perbandingan di atas
disebut “Tara Kalor Mekanik”
PEMUAIAN
Pada umumnya benda akan memuai jika suhunya naik
1. Muai panjang
2. Muai luas
3. Muai volume
4. Pemuaian pada gas
a. Hukum Charles atau hukum Gay Lussac
"Bila tekanan gas tetap maka volume gas
berbanding lurus dengan suhunya"
b. Hukum Boyle
"Gas yang massanya tertentu pada suhu
tetap, hasil perkalian antara tekanan dengan volume adalah tetap"
c. Persamaan keadaan gas (Hukum Boyle – Gay
Lussac)
5. Anomali air
Tidak seperti zat lain yang memuai jika suhunya
bertambah, air pada suhu 0°C–4°C akan menyusut bila dipanaskan dan mempunyai
volume minimum pada suhu 4°C. Zat lain yang memiliki sifat anomali ini adalah
parafin dan bismuth.
PERPINDAHAN KALOR
- Laju perpindahan kalor
a. Secara konduksi
b. Secara konveksi
c. Secara radiasi
- Besarnya harga e tergantung
pada macam permukaan benda 0 e 1
- Permukaan hitam sempurna
-
Sebagai pemancar panas ideal dan penyerap panas yang baik
-
Sebagai pemantul panas yang jelek
-
Sebagai pemancar dan penyerap panas yang jelek
DAFTAR
PUSTAKA
Achdiansyah, Yan Muhammad. 2017. Energi
Terbarukan dan Dampaknya Terhadap Lingkungan. Diakses 23 Juli 2021 https://icare- indonesia.org/energi-terbarukan-dan-dampaknya-terhadap- lingkungan
Andri, 2014. Macam-macam sumber energi
terbarukan dan tak terbarukan. Diakses 23 Juli 2021 https://benergi.com/macam-macam-sumber- energi-terbarukan-dan-tak-terbarukan
Budiyanto Joko. 2009. Mudah dan Aktif
Belajar Fisika untuk Kelas XII SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan. Pusat
Perbukuan, Depertemen Pendidikan Nasional: Jakarta.
Foster Bob. 2003. Terpadu Fisika SMU
Jilid 2B Semester 2. Bandung: Erlangga.
Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk
SMA/MA kelas XII. Jakarta: Erlangga.
Tim Penyusun. 2018. Fisika untuk SMA/MA
kelas XII. Jakarta: Intan Pariwara. http://www.greenpeace.org
Tidak ada komentar:
Posting Komentar