Buku Ajar Konversi Energi ( Kls 8 )
Tentu kamu sering mendengar istilah Energi, ketika di Sekolah Dasar bahkan dalam pergaulan di lingkungan teman dan keluargamu istilah Energi sering terucapkan. Ada apa dengan energi? Mengapa energi begitu penting bagi kehidupan? Darimana asalnya energi? Apa manfaat energi? Apa saja bentuk energi? Mengapa di rumah ada listrik? Dan masih banyak lagi pertanyaan-pertanyaan yang bisa diungkapkan tentang energi.
A. SUMBER-SUMBER ENERGI dan HUKUM DASAR ENERGI Bacalah naskah di bawah ini Kemudian kerjakan tugas-tugas yang terdapat dalam Buku Kerja Siswa!
Berapa kali kamu makan setiap hari? mengapa kamu perlu makan? Bagaimana seandainya kamu tidak makan ?.
Tentu makanan sangat diperlukan oleh setiap makhluk hidup agar dapat tumbuh dan berkembang. Kita perlu makan agar kuat bekerja karena makanan mengandung energi yang sangat diperlukan tubuh.
A.1. Sumber-Sumber Energi dan Bentuk-Bentuk energi.
Makanan merupakan salah satu sumber energi. Sebagai sumber energi makanan diolah dalam tubuh melalui reaksi kimia menghasilkan berbagai macam bentuk energi yang berpotensi untuk melakukan kerja misalnya energi otot diperlukan agar dapat melakukan kerja. Bentuk energi lain misalnya energi gerak berkaitan dengan sistim yang bergerak. Angin sebagai sumber energi menghasilkan energi gerak, matahari menghasilkan energi panas, generator memiliki energi gerak, buah yang tergantung dipohon memiliki energi potensial tetapi ketika sedang jatuh memiliki bentuk energi potensial dan gerak, Bahan bakar minyak (BBM) memiliki energi kimia, klakson menghasilkan energi bunyi, lampu menyala memiliki energi cahaya. Solder menghasilkan energi panas, kendaraan yang sedang berjalan memiliki energi gerak, dan masih banyak sekali energi yang dapat amati di sekitarmu.
A.2. Energi Terbarukan dan tidak Terbarukan.. Sangat banyak sumber energi yang terdapat di alam, namun persediaannya sangat terbatas, misalnya batu bara, tersedia sangat terbatas dan suatu saat akan habis, demikian juga Bahan Bakar Minyak
(BBM) diperkirakan akan habis 30
tahun yang akan datang, sebaliknya
matahari merupakan sumber energi
yang potensinya sangat besar dan
dapat terus menerus kita gunakan.
Sumber-sumber energi yang
Energi Angin
persediaannya terbatas disebut sebagai energi tak terbarukan Angin merupakan sumber energi
(misal batu bara,BBM), sedangkan yang Energi tidak akan habis, dan sumber energi yang persediaannya tidak memberikan polusi, bahkan sangat banyak, tidak cepat habis dapat merendahkan efek rumah bahkan dengan cepat diisi kembali kaca. Energi angin ini sangat oleh alam dan mengalami proses berpotensi dimanfaatkan untuk berkelanjutan untuk jangka waktu daerah yang luas. yang lama disebut sebagai energi
terbarukan. Contoh-contoh energi
yang terbarukan adalah: Energi
surya , Energi angin, Energi panas bumi (Energi Geothermal), Energi Air, Energi samudera, dan Energi Biomas.
Energi Surya
Energi surya merupakan energi yang berasal dari matahari. Energi ini terus menerus tersedia sebagai
Energi Panas Bumi (Geothermal)
sumber energi utama bagi kehidupan di bumi. Usaha manusia Energi geothermal merupakan energi memanfaatkan energi matahari terus panas yang berasal dari dalam Bumi dikembangkan diantaranya hasil dari di pemanfataan energi matahari untuk pusat sedangkan panas di menghasilkan energi listrik sebagai permukaan bumi lebih banyak sumber energi alternatif dominan akibat penyinaran menggantikan BBM. matahari.
Indonesia memiliki potensi energi
panas bumi yang sangat besar disebabkan wilayah Indoneia termasuk jalur gunung berapi yang membentang dari ujung pulau sumatera, sepanjang Pulau Jawa, Bali, NTT, NTB menuju kepulauan Banda, Halmahera, dan Pulau sulawesi, panjang jalur ini lebih dari 7500 km dengan lebar berkisar antara 50-200 km, dengan jumlah gunung api aktif dan tidak aktif sekitar 150 buah. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan di sepanjang jalur itu, terdapat 217 daerah prospek panas bumi.
Energi Air
Kondisi topografi Indonesia yang bergunung dan berbukit serta dialiri oleh banyak sungai,danau, dan waduk merupakan sumber energi air yang sangat potensial sebagai sumber energi yang terbarukan. Dengan memanfaatkan air sebagai sumber energi dapat dibuat teknologi
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
Energi Samudera Samudera adalahyang luas dan
merupakan massa asin yang sambung-menyambung meliputi permukaan bumi yang dibatasi oleh
ataupun kepulauan yang besar.
Sekitar 70% permukaan bumi diselimuti oleh samudera, oleh karena itu samudera memiliki potensi yang sangat besar untuk dijadikan sumber energi bagi kehidupan dibumi.
Energi samudera ada tiga macam, yaitu (a). energi panas laut, (b). energi pasang surut, dan (c) energi gelombang.
(a). Energi panas laut
Energi panas laut sebagai salah satu alternatif sumber energi menggunakan prinsip perbedaan suhu antara suhu permukaan laut dan suhu dasar laut.
(b). Energi pasang surut Kincir air memanfaatkan arus sungai
Sayang sekali jika air terjun ini tidak dimanfaatkan yang berasal dari sektor kehutanan, perkebunan dan pertanian, kotoran hewan dsb. Indonesia yang kaya akan hutan tropis sangat berpotensi untuk mengembangkan energi biomassa. Kotoran hewan dapat diolah
Memanfaatkan energi pasang surut
menghasilkan gas (Biogas), demikian juga beberapa jenis tanaman tertentu dapat diolah
Energi pasang surut menggunakan menjadi bahan bakar. prinsip beda ketinggian antara laut pasang terbesar dan laut surut terkecil.
B. KONVERSI ENERGI
(c). Energi gelombang Gosok-gosoklah kedua telapak
tanganmu, beberapa saat kemudian kedua akan terasa panas. Mengapa? Menggosok-gosokkan kedua telapak tangan merupakan bentuk energi kinetik, kemudian telapak tangan menjadi panas (membentuk energi panas). Dari peristiwa tersebut dapat disimpulkan bahwa energi dapat berubah bentuk
Gelombang laut
dari satu bentuk energi tertentu menjadi bentuk energi lain. Energi gelombang menggunakan prinsip beda ketinggian gelombang
Perubahan bentuk energi dari dan panjang gelombang. satu bentuk energi tertentu menjadi bentuk energi lain disebut
Energi Biomassa / Biogas ”Konversi Energi”.
Pada prinsipnya semua energi merupakan hasil dari perubahan bentuk energi dari bentuk energi lain. Berikut merupakan beberapa contoh perubahan bentuk energi dari suatu
Proses energi biomassa peralatan.
Energi biomassa pada prinsipnya memanfaatkan limbah biomassa
Pada bagian tentang sumber-
Lampu dapat
sumber energi kamu telah
menyala, karena
memahami bahwa makanan sangat
ada konversi
diperlukan sebagai sumber energi
energi listrik
agar dapat melakukan aktivtas. Para
menjadi energi cahaya olahragawan tidak akan kuat berlatih
dan bertanding jika tidak mengkonsumsi makanan yang cukup, demikian juga kendaraan
Bel listrik,
harus diisi bahan bakar agar dapat
menggunakan bergerak. prinsip konversi energi dari bentuk energi listrik menjadi bentuk energi bunyi Setrika listrik mengubah energi listrik menjadi Mobil perlu isi bensin/solar energi panas
Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik
Makanan diproses secara kimiawi di dalam tubuh menghasilkan berbagai macam bentuk energi diantaranya
Ketika masih
energi kimia, energi potensial, energi
tergantung, buah panas, energi gerak (kinetik), dsb. memiliki energi
Semua energi yang dihasilkan
potensial, namun ketika jatuh ada
makanan jika dijumlahkan akan
perubahan
sama dengan energi yang
energi potensial
terkandung dalam makanan sebelum
menjadi energi diproses. kinetik
D. TRANSMISI ENERGI
Bahan bakar yang digunakan kendaraan juga diproses menjadi energi kimia, energi panas, energi bunyi, energi gerak dsb, jika dijumlahkan akan sama dengan besarnya energi yang terkandung dalam bahan bakar sebelum diproses. Penjelasan di atas sudah termasuk sisa makanan yang terbuang menjadi ampas, dan buangan dari kendaraan seperti asap dsb.
Pada umumnya lampu senter menggunakan batere, makin banyak batere digunakan makin terang lampu senter tersebut. Prinsipnya dalam batere terjadi reaksi kimia, kemudian diubah menjadi energi listrik, selanjutnya diubah lagi menjadi energi cahaya lampu. Kejadian ini menunjukkan bahwa batere dapat menyimpan energi, dengan perkataan lain ”Energi dapat disimpan”.
Makanan Energi Kimia
Oksigen A ir
Tinja EnergiPanas
Karbondioksida Keringat Urin e
Apabila lampu senter dibiarkan terus menyala, tentunya suatu saat nyala lampunya semakin redup dan kemudian mati, dalam keadaan seperti ini sering dikatakan baterenya habis. Sebenarnya energi yang tersimpan dalam batere semakin berkurang karena telah digunakan menyalakan lampu. Darimana energi dalam batere?
Dari manakah listrik yang ada di rumahmu? Mengapa sepeda menggunakan rantai? Bagaimana kita dapat mendengar suara orang berada ditempat yang jauh melalui telepon? Semua pertanyaan di atas berkaitan dengan transmisi energi.
D.1. Energi dapat disimpan
Pengertian jumlah energi sebelum dan sesudahnya adalah sama dituangkan dalam bentuk hukum yang dikenal sebagai ”Hukum
Hukum kekakalan energi mekanik ini hanya terkait dengan energi kinetik dan energi potensial, yang menyatakan bahwa jumlah energi kinetik dan energi potensial setiap saat adalah sama
Hukum Kekekalan Energi Mekanik.
Hukum kekekalan energi yang sering digunakan dalam sains adalah
dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah bentuk menjadi energi lain”.
menyatakan bahwa ”Energi tidak
kekekalan Energi”, yang
Ketika memasak air dalam panci atau dalam ceret, wadah tempat air yang dimasak juga akan menjadi panas. Hal ini menunjukkan bahwa energi dapat dialirkan. Jika dalam air terdapat telur maka panas dari air juga akan mengalir ke telur demikian seterusnya.
Pada umumnya di rumah ada termos untuk menyimpan air panas agar tidak cepat dingin. Di warung juga ada yang menjual es dimasukkan ke dalam termos agar es nya tidak cepat mencair. Peristiwa ini menunjukkan bahwa air panas dalam termos bertahan lama tetap panas karena energi panas air disekat agar tidak keluar , demikian juga es dalam termos tidak cepat mencair karena disekat sehingga energi panas di sekitar luar termos terhalang masuk ke dalam termos. Terhalangnya energi panas dari air ke luar termos dan terhalangnya energi panas dari luar termos masuk ke dalam termos menunjukkan bahwa energi dapat disekat
D.2. Energi dapat dialirkan
Konduksi Aliran Energi Nyala Lilin Dinding Dalam mengkilatlap
Vakum
D.3. Energi dapat disekat
D.4. Perpindahan energi
sepeda bagian belakang akibatnya sepeda dapat berjalan. Dari peristiwa ini dikatakan ada perpindahan energi dari gir depan ke gir belakang.
Dari contoh di atas dapat digambarkan skema alur perpindahan energi sebagai barikut: Orang mengayuh Sepeda.
(Ada perpindahan energi dari orang ke sepeda) Pada gambar di atas terlihat Albert Einstein sedang menaiki sepeda. Dari manakah energi yang
Gir depan berputar
dimilikinya? Tentu saja dari makanan yang ia makan, walaupun Einstein seorang ilmuwan yang sangat terkenal namun ia perlu makan agar
Melalui rantai
dapat beraktivitas: berpikir, bekerja, bahkan menaiki sepeda. Bagaimanakah sepeda dapat
Gir belakang berputar
berjalan? Energi dipindahkan melalui rantai
Roda belakang berputar
Gir Belakang Gir Depan Rantai
Sepeda dapat berjalan
Gir depan sepeda lebih besar daripada gir belakang. Ketika sepeda dikayuh yang diputar adalah
D.5. Transmisi jarak jauh
gir depan, kemudian dipindahkan Dari mana asalnya energi listrik
melalui rantai ke gir belakang
hingga dapat menyalakan lampu di hingga dapat memutarkan roda rumah, di jalan, serta di tempat- tempat lain? Tentu ada sumbernya yang disebut sebagai pembangkit listrik.
Sumber energi yang digunakan untuk Pembangkit listrik ada beberapa macam, diantaranya Air, Matahari, Gas, dll. Seiring dengan sumber energi yang digunakan tersebut maka Pembangkit listrik dapat digolongkan sebagai berikut::
(a). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
(b). Pembangkit listrik tenaga Disel (PLTD) (c). Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) (d).Pembangkit Listrik Tenaga Uap dan Gas (PLTU, PLTG).
PLTA Tulung Agung Selatan
u k J t i l u h u r
u
Komplek Gunung Api Dieng
(e). Pembangkit Listrik Tenaga Angin/ bayu (PLTB PLTP Dieng
PLTGU Priok, Penggabungan PLTU dan PLTG
(g). Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang laut (PLTGL) Energi laut dapat dimanfaatkan menghasilkan energi listrik
(h). Pembangkit Listrik tenaga Nuklir (PLTN) Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
E. PEMANFAATAN ENERGI
(f).Pembangkit Listrik Panas Bumi Energi sangat dibutuhkan dalam
(PLTP)kehidupan. Bayangkan seandainya tidak ada matahari, tidak mungkin ada kehidupan di bumi, karena matahari merupakan sumber energi utama bagi kehidupan. Perkebunan, hutan, pertanian dan lain-lain memerlukan energi matahari.
Kincir memanfaatkan energi angin
Energi matahari sangat diperlukan bagi kehidupan
Pesawat memanfaatkan tenaga dari putaran baling-baling Pemanfaatan energi oleh beberapa produk dapat dilihat pada gambar berikut
Terompet memanfaatkan energi dari tiupan
DAFTAR PUSTAKA Boyle,G.(ed). 1996, Renewable Energy Power for a Sustainable Future. Open University, UK.
Djojonegoro,W,1992, Perahu layar: memanfaatkan energi Pengembangan dan penerapan angin
Energi Baru dan terbarukan, Lokakarya “bio Mature unit” (BMU) untuk pengembangan masyarakat Pedesaan, BPPT, Jakarta. Lomas Robert. 1999 , The man Who Invented the Twentieth Century-Nicola Tesla, Forgotten Genius of Electricity, headline Book
Publishing, London. Shanefield D.J, 2001, Industrial Electronics for Engineers, Chemists, and Technicians, William Andrew Publishing, Norwich, NewYork. Sumotarto untung., 2003, ”Pemanfaatan Energi pasang surut, jurnal sains dan Teknologi Indonesia, V5.