Rabu, 31 Oktober 2012

Energi dan Materi


ENERGI DAN MATERI

ENERGI
Pengertian Energi
Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan usaha yang nantinya akan dapat mewujudkan sesuatu. Energi tidak terlepas dari Tiga “E” yaitu Energi, Ekonomi, dan Ekoligi. Energi tidak akan berjalan lancar apabila tidak ada faktor ekonomi, untuk itu ekonomi adalah suatu hal yang penting dalam perjalanan energi. Sedangkan ekologi adalah suatu faktor juga yang penting dalam energi, karna ekologi menyangkut kelestarian alam yang sangat perlu untuk diperhatikan.

Energi Terbarukan dan Energi Tidak Terbarukan
1.      Energi Terbarukan
Energi ini ternasuk ke salah satu sumber energy perolehan dan energy modal, di mana energy yang dihasilkannya tak terhabiskan dan dapat diperbaruhi. Contoh-contoh dari energy terbarukan, di antaranya :
a.       Energi Matahari
Energi ini telah ada sejak lama dirasakan manusia. Disamping untuk mengeringkan sesuatu, pada jaman romawi kuno energy matahari yang dipusatkan pada cermin digunakan untuk membakar kepal-kapal. 
b.         Energi Nuklir
Energi nuklir merupakan energy yanglahir paling baru. Masyarakat dunia baru melihat nuklir sebagai sesuatu yang menghasilkan energy yang sangat besar setelah Enrio Fermi seorang ilmuwan. Italia menemukan reaksi berantai.
c.           Energi Laut
Sebagai manusia yang hidup di zaman ini, tentunya kita sudah sangat sering mendengar, membaca dan melihat bahwa persediaan bahan bakar fosil di bumi ini kian menipis. Selain itu, penggunaannya juga dapat mengakibatkan kerusakan lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan pemanfaatan energi alternatif, terutama yang bersumber dari sumber daya terbarukan dan tidak memberikan kerusakan pada lingkungan dalam jumlah besar.
Terdapat tiga macam energi dari laut, yaitu energi ombak, energi pasang surut, dan energi panas laut. Kenyataannya, yang paling mudah dimanfaatkan dan yang paling banyak jenisnya adalah pembangkit listrik tenaga ombak
d.       Energi Angin
Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak merata, maka terbentuklah angin. Energi Kinetik dari angin dapat Digunakan untuk Menjalankan Turbin angin, Beberapa mampu memproduksi tenaga 5 MW. Keluaran tenaga Kubus adalah fungsi dari kecepatan angin, maka Turbin tersebut paling tidak membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m / d (20 km / j), dan dalam praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di ketinggian, angin yang cukup Tersedia KONSTAN.
e.           Anergi Air
Pembangkit hidro adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan energi air untuk menghasilkan listrik.Energi mekanik yang dihasilkan turbin berasal dari energi kinetik air. Turbin yang digunakan memiliki jenis yang berbeda-beda, antara lain crossflow, pelton, francise....
f.        Energi Panas
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. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007, dan menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia.

Perubahan, Pemanfaatan dan Penerapan Energi

            Ketika sebuah batu jatuh dari suatu ketinggian, batu tersebut memiliki energi. Jika batu tersebut jatuh ke tanah, energi ini akan diubah menjadi energi panas (dapat teramati pada tanah yang menjadi hangat ketika terkena batu) dan energi bunyi.
Jika jumlah energi tersebut dihitung, jumlah total energi tersebut
adalah sama. Energi gerak yang dimiliki batu yang jatuh akan sama dengan energi bunyi ditambah energi kalor. Untuk mengetahui perhitungan energi secara kuantitatif akan dijelaskan pada bagian lain. Jadi, energi tidak pernah hilang, tetapi diubah ke dalam bentuk energi lain.
Dengan konsep di atas, maka energi dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Tidak semua energi dapat langsung dimanfaatkan tetapi perlu diubah ke bentuk lain.

Contoh perubahan energi antara lain sebagai berikut :
1)      Energi listrik menjadi energi panas, misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.
2)      Energi listrik menjadi energi cahaya, misalnya pada lampu.
3)      Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada penyetruman (pengisian) aki.
4)      Energi cahaya menjadi energi kimia, misalnya fotosintesis.

Penerangan yang terjadi akibat sumber cahaya yang dibuat oleh manusia, misalnya lilin, lampu, obor dll. Untuk mendapatkan terang cahaya yang memadai dalam suatu ruang kegiatan, harus dipertimbangkan iluminasi (kuat penerangan), sudut penyinaran lampu, jenis dan jarak penempatan lampu yang diperlukan sesuai dengan kegiatan yang ada dalam suatu ruangan.

Tenaga surya adalah perangkat masak yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi. Berhubung kompor jenis ini tidak menggunakan bahan bakar konvensional dan biaya operasinya rendah, organisasi kemanusiaan mempromosikan penggunaannya ke seluruh dunia untuk mengurangi penggundulan hutan dan penggurunan, yang disebabkan oleh penggunaan kayu sebagai bahan bakar untuk memasak. Kompor surya dapat digunakan di luar rumah, terutama dalam situasi ketika konsumsi bahan bakar minimal atau risiko kebakaran menjadi pertimbangan penting.

Pembangkit listrik adalah bagian dari alat industri yang dipakai untuk memproduksi dan membangkitkan tenaga listrik dari berbagai sumber tenaga, seperti PLTU, PLTN, PLTA, dan lain-lain. Bagian utama dari pembangkit listrik ini adalah generator, yakni mesin berputar yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip medan magnet dan penghantar listrik. Mesin generator ini diaktifkan dengan menggunakan berbagai sumber energi yang sangat bemanfaat dalam suatu pembangkit listrik.
Sumber segala energi adalah energi matahari (surya). Apa yang terjadi kalau tidak ada energi surya? Tentu saja tidak ada panas, sirkulasi energi mencakup seluruh kehidupan di muka bumi terhenti dan tetumbuhan musnah karena tidak terjadi proses fotosintesis. Jika cuaca sedang cerah, matahari memancarkan sekitar 1.000 watt energi per-meter persegi. 30 % dari energi surya ini dipantulkan kembali ke angkasa, 47% dikonversi menjadi panas, 23 % digunakan untuk seluruh siklus kerja yang terdapat di muka bumi, 0,25 % terserap oleh angin, gelombang laut dan aliran air dan sebagian sangat kecil 0,025% disimpan melalui fotosintesis di dalam tumbuh-tumbuhan Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi surya ini, dan salah satunya adalah memanfaatkan energi surya sebagai sumber daya listrik dengan menggunakan sel-sel fotovoltaik (sel surya).
Artikel ini merupakan salah satu bagian dari rangkaian tulisan tentang energi terbarukan, sebelumnya saya telah menerbitkan artikel tentang biomassa dan energi angin. Dalam tulisan ini karakteristik energi surya dipaparkan secara ringkas, termasuk keuntungan dan kerugiannya serta potensi pemanfaatannya di Indonesia.
Air bersih yang dihasilkan dari proses distilasi didapatkan dengan jalan melakukan penguapan terhadap air sumber / air baku. Cara ini efektif untuk menghilangkan garam yang menyebabkan rasa asin pada air. Ada dua cara sederhana dalam membuat alat distilasi air ini, yakni menggunakan kompor atau menggunakan sinar matahari.
Stove-top still merupakan model sederhana untuk alat
distilasi dengan menggunakan kompor. Pertama-tama kompor memanaskan air yang ada sebuah belanga. Pemanasan tersebut akan menghasilkan uap panas yang akan dipakai untuk memanaskan belanga kedua yang berisi air sumber yang nantinya akan berisi air bersih. Pemanasan pada belanga kedua juga akan memicu munculnya uap air dari air sumber. Butiran-butiran uap air ini akan tertahan poleh membran plastik dan akhirnya akan jatuh pada wadah air bersih yang terletak ditengah-tengah belanga kedua.








MATERI

PENGERTIAN MATERI

Materi adalah bahan baku untuk membuat berbagai alat pada suatu tempat dan suatu waktu. Materi juga merupakan suatu apa saja yang ada di sekeliling kita dan memiliki massa (berat) dan menempati ruang. Materi juga dapat berubah menjadi materi lain, perubahannya ada yg menjadi materi baru (perubahan kimia) dan ada juga yang berubah fisiknya tetapi materinya tetap (perubahan fisika). 

1. Wujud Materi
Dikenal tiga macam wujud materi, yakni padat, cair dan gas. Zat padat memiliki bentuk dan volume tatap, selama tidak ada pengaruh dari luar. Contoh, bentuk volume sebatang emas tetap dimanapun emas itu berada.
Berbeda dengan zat cair, bentuk zat cair berubah-ubah mengikuti bentuk ruang yang ditempatinya. Didalam gas air akan mengambil bentuk ruang gelas, di dalam botol air akan mengambil bentuk ruang botol. Seperti zat padat volume zat cair juga tetap.

2. Massa dan Berat
Massa suatu benda menyatakan jumlah materi yang ada pada benda tersebut. Massa suatu benda tetap disegala tempat. Massa merupakan sifat dasar materi yang paling. Massa dan berat suatu benda yang tidak identik tetapi sering diaanggap sama; berat menyatakan gaya gravitasi bumi terhadap benda itu dan bergantung pada letak benda dari pusat bumi.
Berat sebuah benda dapat diukur langsung dengan menimbangnya, tapi masa sebuah benda dibumi dapat dihitung jika diketahui beratnya dan gaya gravitasi di tempat penimbangan itu dilakukan. Untuk itu, dipakailah neraca menimbang dengan neraca adalah membandingkan massa benda yang ditimbang dengan massa benda lain yang diketahui anak timbangannya. Dua benda yang massanya sama bila ditimbang ditempat yang sama, beratnya akan sama. Karena itu, yang dimaksud berat sebuah benda sebenarnya adalah massanya, maka timbul pengertian bahwa massa sama dengan berat.



3. Klasifikasi Materi
Suatu bahan dapat dikatakan serba sama (homogen) atau serba aneka (heterogen). Suatu benda yang seluruh bagiannya memiliki sifat-sifat yang sama disebut bahan homogen. Perhatikan larutan gula dalam air. Keseluruh bagian akan kita amati suatu cairan yang agak kekuning-kuningan dan bila pada setiap bagian kita ambil untuk dicicipi, terasa manis. Jadi, larutan gula ini bersifat homogen. Larutan memang suatu campuran yang serba sama, sedangkan tanah dan campuran minyak dengan air merupakan camputan heterogen.
Suatu bahan yang tersusun dari dua atau lebih zat-zat yang sifatnya berbeda disebut campuran. Komposisi campuran tidak tetap, melainkan bervariasi. Oleh sebab itu, akan kita kenal campuran homogen dan campuran heterogen. Zat-zat yang ditemukan di alam jarang sekali dalam keadaan murni. Pada umumnya ditemukan campuran heterogen. Lihat batu kapur, granit, batu pualam yang ditemukan, akan tampak jelas heterogenitas sifat-sifatnya.
Setiap materi yang homogen dan susunan kimianya tetap disebut zat atau subtansi. Setiap zat memiliki sifat fisika dan sifat kimia tertentu. Dikenal dua macam zat, yakni unsur dan senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana disebut senyawa. Jadi air adalah senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain disebut unsur. Jadi Oksigen (O) dan hidrogen (H) adalah unsur. Menurut sifat-sifat, dikenal unsur logam dan nonlogam, Besi, tembaga, dan seng, misalnya adalah unsur logam, sedangkan Arang, Belerang dan fosfor adalah unsur nonlogam

PENGGOLONGAN MATERI

Berdasarkan komposisi kimianya materi dapat digolongkan menjadi zat tunggal dan campuran.

v  Zat Tunggal
Zat tunggal terdiri dari sejenis materi dan dapat berupa unsur atau senyawa.
·           Unsur
Unsur dibedakan menjadi logam, nonlogam, dan metaloid.
Logam dapat ditempa, diregang, konduktor, mengkilap : besi, perak
Nonlogam rapuh, tidak dapat ditempa, umumnya nonkonduktor dan tidak mengkilap : belerang
Metaloid mempunyai sifat antara logam dan nonlogam : silikon
·           Senyawa
Senyawa adalah zat tunggal yang dapat diuraikan menjadi dua macam atau lebih zat yang lebih sederhana.

v Campuran
Campuran terdiri dari dua atau lebih jenis materi. Sifat-sifat komponen penyusunannya tidak hilang. Campuran dapat berupa larutan, suspensi, atau koloid.

·           Larutan
Larutan adalah campuran homogen, tidak ada bidang batas antarkomponennya.
·           Suspensi
Suspensi adalah campuran kasar dan bersifat heterogen, masih dapat dibedakan komponennya tanpa mikroskop.
·           Koloid
Koloid adalah bentuk campuran yang keadaannya di antara larutan dan suspensi.

PERUBAHAN MATERI

A.      Sifat Materi
Setiap materi memiliki sifat fisika dan sifat kimia.
v Sifat Fisika Materi
·           Sifat fisika sering berkaitan dengan wujud dan keadaan materi yang dengan mudah kita amati.
·           Sifat fisika dapat dikenali tanpa harus mengubahnya menjadi zat baru.
·           Contohnya : air bisa berwujud padat (es), cair, uap, atau gas.
v  Sifat Kimia Materi
·           Sifat kimia berkaitan dengan sifat-sifat tersembunyi dari materi.
·           Sifat kimia dapat dikenali ketika dikaitkan dengan pembentukan zat baru.
·           Contohnya : Serpihan logam natrium dan gas klorin yang beracun dapat bergabung atau bereaksi membentuk NaCI (garam dapur).
v  Materi dapat mengalami perubahan fisika dan perubahan kimia.

B.       Perubahan Fisika
Perubahan fisika tidak menghasilkan zat baru.
v  Perubahan fisika dapat terjadi ketika materi menerima atau melepaskan energi.
v  Perubahan fisika yang memerlukan energi panas (kalor) bersifat endoterm.
Perubahan fisika yang melepaskan energi panas (kalor) bersifat eksoterm.
v  Contohnya :
·           Pemanasan dapat menyebabkan materi memuai.
·           Pendinginan dapat menyebabkan materi mengerut.
·           Pemanasan dapat melelehkan es atau menguapkan air.
·           Pendinginan dapat membekukan air, mengembunkan uap air.
·           Gas nitrogen dapat dicairkan dengan menempatkan (memberikan tekanan yang besar).
·           Energi mekanis tangan kita dapat membengkokan kawat kecil.

C.      Perubahan Kimia
Perubahan kimia menghasilkan zat baru. Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia.
v  Zat kimia yang akhirnya berubah disebut reaktan atau pereaksi, dan zat baru yang terbentuk disebut produk atau hasil reaksi.
v  Reaksi kimia umumnya disertai oleh satu atau lebih perubahan fisik yang mencirikan.

Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa Materi adalah bahan penyusun benda dan mempunyai sifat-sifat khas yang membedakannya.