ENERGI

ENERGI

Ø       Disebut juga dengan tenaga.

Ø       Adalah kemampuan yang diperlukan untuk melakukan usaha.

Ø       Dijumpai dalam berbagai bentuk.

Ø       Tersusun oleh banyak atom.

Ø       Atom adalah satuan unit terkecil.

Ø       Dibentuk dari perpindahan satu atom dengan atom yang lain.

Ø       Pada manusia memiliki sumber energi utama yaitu makanan yang akan dicerna oleh sistem pencernaan dalam reaksi kimia.

Ø       Benda yang dapat menghasilkan energi disebut sumber energy.

SUMBER ENERGI

1.    Matahari

2.    Air

3.    Gas

4.    Minyak bumi

5.    Listrik

6.    Batu bara

7.    Angin

8.    Makhluk hidup

BENTUK-BENTU ENERGI

1.    Energi panas/kalor yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda karena suhunya (benda yang panas).

2.    Energi cahaya yaitu energi yang dihasilkan oleh benda yang bercahaya.

3.    Energi bunyi yaitu energi yang yang dihasilkan dari benda yang bergetar/sedang bergerak.

4.    Energi listrik yaitu energy yang dihasilkan oleh arus listrik.

5.    Energi kinetik/energi gerak yaitu energi yang dimiliki oleh benda-benda yang sedang bergerak.

6.    Energi kimia yaitu energi yang tersimpan dalam suatu zat, dalam bentuk ikatan-ikatan kimia. Ex : dalam makanan, batu bara, bensin dll.

7.    Energi nuklir yaitu energi yang  dihasilkan oleh bahan radioaktif . Energi ini tersimpan dalam elemen.

8.    Energi potensial yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya. Energi ini termasuk dalam energi  yang tersimpan.

9.    Energi potensial gravitasi yaitu energi yang tersimpan pada benda yang berada pada ketinggian tertentu.

10.                     Energi potensial pegas yaitu energi yang tersimpan dalam pegas. Energi ini akan tersimpan dalam benda yang dapa melenting/per. Jika benda yang memiliki per dilepas maka energy potensial yang dimiliki akan berubah menjadi energi kinetik.

SUMBER ENERGI PANAS

ü       Satuan panas adalah derajat.

ü       Energi panas disebut juga kalor yaitu energi yang dihasilkan oleh benda yang menimbulkan panas.

ü       Satuan kalor adalah kalori.

ü       1 kalori = 4,2 joule.

ü       Macam sumber energi panas :

a.               Gesekan benda

·                  Selain dapat menibulkan panas juga dapat menimbulkan bahaya.

·                  Ex : 1. Gesekan ban mobil dengan aspal.

  2. Gesekan batang korek api dengan bidangnya dapat menimbulkan api.

b.               Api

·                  Panas api dapat diperoleh dari :

1.               Kompor minyak tanah

2.               Lilin

3.               Kayu

4.               Korek api

5.               Kompor gas

6.               Kompor listrik

·                  Energi panas api dapat dimanfaatkan untuk :

1.             Memasak

2.             Membakar sampah

3.             Penerangan

4.             Pemanas ruangan/tungku pemanas

5.             Menyetrika

6.             Api unggun

c.                Matahari

·                  Merupakan sumber energi utama.

·                  Pancaran panasnya ke bumi secara radiasi.

·                  Panas permukaan matahari mencapai 6.000 derajat Celcius.

·                  Panas bagian dalam mencapai 16 juta derajat Celcius.

·                  Dimanfaatkan oleh makhluk hidup. Oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Oleh manusia dan hewan untuk pertumbuhan tulang.

·                  Energi panas dimanfaatkan oleh manusia, terutama untuk :

1.               Pembangkit tenaga listrik.

2.               Menggerakkan mobil.

3.               Mengeringkan pakaian.

4.               Mengeringkan bahan makanan.

d.               Panas bumi

·                  Panas berasal dari dalam bumi yang disebut panas bumi.

·                  Energi panas bumi disebut endogen.

·                  Dimanfaatkan untuk :

1.               Pembangkit tenaga panas bumi.

2.               Memanaskan air sehingga menghasilkan uap. Uap panas dimanfaatkan untuk memutar turbin yang  menyebabkan generator bergerak. Generator dapat menghasilkan listrik.

e.               Batu bara

·                  Batu bara dihasilkan dari penumpukan tumbuhan tropis yang  telah mati ribuan tahun yang lalu.

·                  Jenis tumbuhan yang dapat menghasilkan batu bara yaitu :

1.               Galamariaceae

2.               Lapidodendrale

3.               Pteridospermae

·                  Manfaat batu bara yaitu :

1.               Bahan bakar kereta api atau kapal laut.

2.               Bahan mentah bensin tiruan.

3.               Bahan bakar pembangkit listrik.

4.               Keperluan industri.

5.               Memasak.

ü       Alat pengukur panas adalah termometer.

ü       Macam termometer ada 4 yaitu :

a.               Termometer Celcius (C).

b.               Termometer Reamur (R).

c.                Termometer Kelvin (K).

d.               Termometer Fareinheit (F).

ü       Benda yang  dapat menghasilkan panas yaitu :

a.               Solder listrik

b.               Api yang bernyala

c.                Sinar matahari

d.               Setrika

ü       Kegiatan manusia yang menggunakan energi panas yaitu :

a.               Memasak air

b.               Menggoreng makanan

c.                Memasak makanan/sayur

d.               Menggososk baju

ü       Ada 3 macam termometer menurut fungsinya :

a.               Termometer laboratorium

b.               Termometer badan

c.                Termometer dinding

TABEL SKALA TERMOMETER (DERAJAT)

KEADAAN	C	R	F	K
AIR MENDIDIH	100	80	212	373
ES MENCAIR	0	0	32	273

SKALA PERBANDINGAN

C : R : F : K = 5 : 4 : (9 + 32) : (273 + K)

PERPINDAHAN PANAS

ü       Panas bersifat dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

ü       Perpindahan panas dapat dengan perantara atau tanpa perantara.

ü       Cara perpindahan panas ada 3 macam yaitu :

1.              Konduksi

·       Yaitu suatu perpindahan panas melalui zat perantara dengan cara merambat.

·       Zat perantaranya adalah zat padat.

·       Ex :

a.               Lilin yang ditempelkan pada tembaga kemudian dipanaskan dengan api akan meleleh dalam waktu yang cepat.

b.               Memanaskan sendok. Pertama panas akan terasa di bagian ujung sendok dan kemudian merambat ke seluruh sendok.

·       Konduktor adalah penghantar panas yang baik. Contohnya seperti barang yang terbuat dari logam.

·       Isolator adalah penghantar panas yang tidak baik/buruk. Contohnya seperti kaca, kayu, plastik.

2.              Konveksi

·    Yaitu suatu cara perpindahan panas dengan cara mengalir.

·    Zat perantara/medium dapat berupa zat cair dan gas.

·    Ex :

a.               Terjadinya angin laut yaitu angin yang bergerak dari laut ke darat. Serta angin darat yaitu angin yang bergerak dari darat ke laut.

b.               Saat merebus air dalam ketel/panci, air yang berada di dasar ketel akan panas terlebih dahulu. Kemudian air akan bergerak naik dan menjadi lebih ringan. Karena air di bagian atas itu lebih berat, kemudian akan turun. Akibatnya terjadi perpindahan air. Dan terjadilah aliran air. 

c.                Saat  menyalakan api, sekitar badan kita akan terasa panas.

3.              Radiasi

·       Yaitu perpindahan panas tanpa melalui zat perantara dengan cara memancar.

·       Ex :

a.               Panas matahari ke bumi.

b.               Panas api unggun.

4.              Peralatan yang berprinsipkan perpindahan energi

·       Ex :

a.    Alat pemanas air dengan tenaga surya/matahari, perpindahan secara radiasi.

b.    Solder dan setrika listrik, perpindahan secara konduksi.

c.    Baling-baling, perpindahan secara konveksi.

ENERGI ALTERNATIF

1)              Energi angin

·       Pertimbangan untuk menggunakan energi angin adalah  :

a.               Murah.

b.               Aman dalam pemakaian.

c.                Bersih dari polusi.

d.               Bebas dari bahan bakar.

·       Dimanfaatkan untuk :

a.               Menggerakkan kincir angin.

b.               Menggerakkan perahu layar dan selancar.

c.                Membantu penyerbukan.

d.               Membantu penyebaran biji pada tumbuhan.

e.               Mengeringkan pakaian.

f.                  Untuk olahraga.

g.               Untukmenggerakan turbin angin (aerogenerator)

2)              Air terjun

·       Untuk sarana objek wisata.

·       Untuk menghasilkan pembangkit listrik tenaga listrik.

·       Semakin cepat arus yang mengalir maka semakin cepat kincir air berputar dan semakin besar arus listrik yang dihasilkan.

·       Ex :

a.               PLTA Jatiluhur di Purwakarta.

b.               PLTA Karangkates di Malang - Jawa Timur.

c.                PLTA Asahan di Medan - Sumatera Utara.

3)              Energi gas

·       Sumber utamanya adalah LPG (Liquid Petroleum Gas).

·       Lebih ramah lingkungan karena tidak menimbulkan asap.

·       Energi gas bermanfaat untuk :

a.               Pembangkit listrik

b.               Industri

c.                Transportasi

d.               Memasak makanan dan minuman.

4)              Energi biodesel

·       Sumbernya dari kelapa sawit.

·       Digunakan untuk bahan bakar mesin diesel.

 

5)              Energi bioetanol

·       Sumbernya dari tetes tebu.

Manfaat energi alternative

a.    Pemanfaatan energi pasang. Aliran air akibat terjadinya pasang air laut akan menggerakan turbin pada generator. Pasang air laut dapat terjadi akibat adanya gravitasi bulan dan matahari.

b.    Energi panas matahari dimanfaatkan dalam proses pengawetan makanan (pengeringan).

c.    Energi matahari dapat dimanfaatkan untuk kendaraan bertenaga surya.

d.    Energi panas matahari dan angin untuk membantu mengeringkan pakaian.

e.    Energi angin untuk menggerakkan kincir angin pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

f.      Energi panas matahari untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi. Ex : Pembangkit Listrik di Kamojang (Jawa Barat) dan Dataran Tinggi Dieng (Jawa Tengah).

g.    Energi air dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin pada generator Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).

h.    Energi panas matahari untuk pemanas air dan penghangat ruangan. Alat yang digunakan disebut panel surya. Panel surya akan menyimpan energi matahari untuk diubah  menjadi energi listrik kemudian diubah menjadi energi kalor.

ENERGI LAIN

I.           Energi kimia

· Yaitu energi yang  terdapat dalam bahan-bahan yang bersifat kimia.

· Energi ini timbul karena adanya reaksi kimia yaitu perubahan materi yang menyangkut struktur dalam molekul suatu zat.

· Bahan-bahan yang bersifat kimia  antara lain :

a.               Makanan

b.               Batu bara

c.                Aki

d.               Bahan bakar

e.               Minyak bumi

f.                  Baterai

·    Bahan yang bisa menimbulkan energi kimia yaitu :

a.               Baterai

b.               Bahan bakar

c.                Batu bara

d.               Makanan

e.               Minyak bumi

f.                  Aki

II.         Energi gerak

· Yaitu energi yang dihasilkan oleh benda-benda yang bergerak.

· Disebut energi kinetis.

· Ex : angin yang bertiup dan air yang mengalir.

· Besar kecilnya energi gerak tergantung pada :

a.               Kecepatan gerak benda, semakin cepat benda bergerak maka energinya akan makin besar energinya. Semakin lambat benda bergerak maka akan semakin kecil energinya.

b.               Berat benda, semakin berat suatu benda maka akan semakin besar energinya. Semakin ringan suatu benda maka semakin kecil energinya.

 

III.      Energi listrik

· Yaitu energi yang timbul dari aliran listrik.

· Satuan tegangan listrik disebut Volt (V).

· Alat untuk mengukur tegangan listrik adalah Voltmeter.

· Watt (W) adalah satuan energi listrik setiap detik. Disebut juga dengan daya listrik.

· Alat untuk mengukur arus listrik adalah Amperemeter.

· Satuan arus listrik disebut Ampere (A).

· Satuan hambatan listrik disebut Ohm (Ω).

· Alat untuk mengukur hambatan listrik adalah Ohmmeter.

· Alat gabungan untuk mengukur arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik adalah multimeter (avometer).  

· Bermanfaat untuk :

a.               Penerangan.

b.               Penggerak motor.

c.                Alat rumah tangga.

· Energi listrik dalam rumah tangga yaitu :

a.               Kipas angin

b.               Setrika

c.                Kulkas

d.               Mesin cuci

e.               Blender

f.                  Micromave

g.               Dll.

· Sifat-sifat arus listrik :

a.               Mengalir dari daerah yang bermuatan banyak (kutub positif) ke daerah yang bermuatan listrik sedikit (kutub negative).

b.               Hanya dapat merambat melalui suatu penghantar yang baik (konduktor).

· Sumber listrik antara lain :

a.               PLN merupakan sumber listrik utama.

b.               Generator merupakan sumber energi listrik yang terbesar. Mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Terdiri dari magnet dan kumparan.

c.                Baterai dapat mengubah energi kimia menjadi energi  listrik. Baterai berisi zat kimia. Bagian luarnya terdiri dari logam, lapisan seng yang digunakan sebagai kutub negative, batang arang pada bagian tengah yang ujungnya terdapat tembaga dan bertindak sebagai kutub positif.

d.               Dinamo sepeda dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Dinamo sepeda terdiri dari magnet berbentuk tabung dan kumparan (kawat yang digulung secara teratur).

e.               Aki (akumulator/elemen basah) dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Aki berisi zat kimia cair.

f.                  Elemen volta. Penemu elemen volta adalah Alessandro Volta. Elemen volta terdiri dari lempeng seng (Zn) dan lempeng tembaga (Cu) yang tercelup dalam suatu larutan asam sulfat (H2SO4). Lempeng seng dan H2SO4 akan bereaksi dan menghasilkan muatan negative.  Reaksi antara H2SO4 encer dan tembaga akan menghasilkan muatan positif. Muatan listrik akan bersifat sementara/bertahan sebentar karena muatan listrik akan terhalang oleh gelembung   gas.

· Jenis pembangkit tenaga  listrik yaitu :

a.               PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)

b.               PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel)

c.                PLTU (Pembangkit Listriik Tenaga Uap)

d.               PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)

e.               PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas)

f.                  Pembangkit Listrik Tenaga Matahari (Surya)

g.               Pembangkit Listrik Tenaga Angin

h.               Pembangkit Listrik Tenaga Geothermal/panas bumi

· Rangkaian listrik yang disusun secara sejajar akan menghasilkan  rangkaian pararel. Rangkaian listrik yang disusun secara berderet disebut rangkaian seri.

· Cara member muatan listrik pada suatu benda yaitu :

a.    Digosok-gosok sehingga electron akan berpindah dari benda satu ke benda yang lain. Benda yang elektronnya berpindah akan bermuatan positif dan benda yang kelebihan electron akan bermuatan negative.

b.    Penyentuhan. Benda konduktor yang bermuatan listrik disentuhkan ke keonduktor lain yang tidak bermuatan listrik, maka kedua konduktor akan berbagi muatan.

c.    Induksi yaitu dengan memberi muatan kepada benda netral yang berada di dekatnya tanpa menyentuh benda tersebut.

· Perbedaan Rangkaian Seri dan Rangkaian Pararel :

RANGKAIAN SERI	PERBEDAAN	RANGKAIAN PARAREL
BERBEDA	TEGANGAN LISTRIK TIAP LAMPU	SAMA
KECIL	DAYA LISTRIK	BESAR
REDUP/KURANG TERANG	CAHAYA LAMPU	TERANG
BESAR	ARUS LISTRIK YANG MENGALIR	KECIL
SEDIKIT/HEMAT	KEBUTUHAN KABEL	BANYAK/BOROS
BESAR	HAMBATAN	KECIL
AKAN PADAM	BILA SATU LAMPU PADAM LAMPU YANG LAIN	TIDAK IKUT PADAM
CEPAT HABIS	KETAHANAN BATERAI	TAHAN LAMA

·       Macam listrik :

a.    Listrik dinamis merupakan pengaruh listrik  yang ditimbulkan oleh benda yang dialiri oleh arus listrik.

b.    Listrik statis merupakan merupakan pengaruh listrik yang ditimbulkan oleh benda yang tidak dialiri arus listrik/muatan listrik yang diam.

Rumus untuk menghitung energi listrik pada alat-alat listrik :

daya  x  jam  x  hari

Energi =                                                                        =  ……. Kwh

1000

Keterangan :                                                                      

1 kilowatt               = 1.000 watt

Kwh                            = kilowatt hours = kilowatt jam

1 Kwh                             = 1.000 x 3.600 = 3.600.000 joule = 3.600.000 watt

Ex :

Sebuah lampu mempunyai daya sebesar 20 watt dan menyala selama 4 jam dalam sehari. Hitunglah energi yang dikeluarkan oleh lampu tersebut !

Jawab :

Diketahui :

Daya               = 20 watt

Waktu               = 4 jam/hari

Ditanya :

Energi yang dihasilkan lampu ?

Jawab :

daya  x  jam  x  hari

Energi                            =                                                                       

1000

20  x  4  x  1

                            =                                                                       

1000

                            = 0.08 Kwh

                            = 288.000 watt

Perbandingan antara arus, tegangan dan daya listrik :

                            Daya

Arus               =

                            Tegangan

Keterangan :

Arus                             = Ampere

Tegangan               = Volt

Daya                             = Watt

PERUBAHAN ENERGI LISTRIK

A.              Dasar peruabahan bentuk energy

·       Dasarnya adalah HUKUM KEKEKALAN ENERGI

“Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Akan tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain”

B.              Macam perubahan bentuk energi

· Energi listrik dapat diubah menjadi energi panas, energi cahaya, energi gerak, energi kimia dan energi bunyi. 

· Ex :

a.               Energi listrik menjadi energi panas dan cahaya. Ex : televisi, lampu neon dll.

b.               Energi listrik menjadi energi panas. Ex : setrika listrik, rice cooker, dll.

c.                Energi listrik menjadi energi gerak dan kinetic. Ex : kipas angin, pahat listrik, bor listrik, blender, mixer, motor listrik, dll.

d.               Energi listrik menjadi menjadi energi bunyi. Ex : radio, tape recorder, televisi, telephon, mikrofon dll.

e.               Energi listrik menjadi energi kimia. Ex : penyetruman aki/accu.

f.                  Energi gerak menjadi energi listrik. Ex : Dinamo

g.               Energi gerak menjadi energi bunyi. Ex : gitar, rebana, biola, dll

h.               Energi cahaya menjadi energi panas. Ex : kaca suyankanta/kaca pembesar/lup dapat membakar kertas.

ENERGI POTENSIAL DAN ENERGI KINETIK

a.   Energi Potensial

·       Adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya.

·       Rumus :

Ep = F x h = m x g x h

Keterangan :

Ep              = Energi Potensial (joule/erg)

m              = massa (kilogram/gram)

g              = kecepatan gravitasi (meter/sekon2 atau sentimeter sekon2) 

h              = tinggi benda (meter atau sentimeter)

·       Ex :

Sebuah mobil yang massanya 5.000 kg bergerak dari titik A dan berhenti di titik B (daerah tanjakan). Jarak mobil di titik B (pada daerah tanjakan) adalah 8 meter. Hitunglah energi potensial ketika mobil berada pada posisi A dan posisi B !

Jawab :

Diketahui  :

m               = 5.000 kg

ho               = 0 m

h1               = 8 m

g              = 9,8 m/s2

Ditanyakan :

1. Ep di titik A?

2. Ep di titik B?

Jawab :

1. Ep di titik A

              Ep di titik A               = m x g x ho

                                          = 5.000 kg x 9,8 m/s2 x 0

                                          = 0 joule

                            2. Ep di titik B               = m x g x h1

                                                                      = 5.000 kg x 9,8 m/s2 x 8 m

                                                                      = 329.000 joule

b.   Energi Kinetik/energi gerak

·       Adalah energi yang dimiliki suatu benda yang sedang bergerak.

·       Rumus :

Ek = ½ x m x v2

Keterangan :

Ek              = Energi Kinetik (joule/erg)

m              = massa (kilogram/gram)

v              = kecepatan (meter/sekon atau sentimeter/sekon)

·       Ex:

Sebuah benda bermassa 10 kg, bergerak dengan kecepatan 400 cm/s. Berapa besar energy kinetik?

Jawab :

Diketahui :

m              = 10 kg

v              = 400 cm/s              = 4 m/s

Ditanyakan :

Energi kinetik ?

Jawab :

Ek               =  ½ x m x v2

                                          = ½ x 10 kg x 42

                                          = 80 joule