Dunia Sains PGMI IAIN Cirebon: Makalah Energi dan Perubahannya

A. Latar Belakang

Kebutuhan manusia terhadap energi semakin lama semakin meningkat. Energi yang digunakan saat ini berasal dari minyak bumi. Namun, eksploitasi yang berlebihan terhadap minyak bumi mengakibatkan persediaannya semakin menipis. Tuhan menganugrahkan pada manusia akal untuk berfikir. Dengan akal manusia inilah teknologi-teknologi baru ditemukan. Kemajuan teknologi juga telah sampai pada penggunaan energi alternatif sebagai pengganti sumber energi utama yang semakin sedikit jumlahnya. Dengan kemajuan teknologi dan banyaknya temuan baru mengenai energi alternatif, negara kita Indonesia berupaya untuk menggunakan energi alternatif tersebut sebagai sumber listrik ataupun bahan bakar.

Selain itu, sumber energi alternatif akan membatasi konsumsi sumber energi tak terbarukan seperti minyak bumi dan batubara, serta yang paling penting, mengurangi pencemaran lingkungan dan efek negatif pada sumber daya alam seperti air, udara, hutan, dan lain-lain. Peningkatan penggunaan sumber energi alternatif pun akan menciptakan lapangan kerja baru sehingga mempercepat pertumbuhan ekonomi.

B. Rumusan Masalah

1. Apa pengertian dari energi?

2. Bagaimana manfaat energi dalam kehidupan sehari-hari?

C. Tujuan Masalah

1. Mengetahui dan memahami pengertian energy.

2. Mengetahui dan memanfaatkan energi dengan baik dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

ENERGI DAN PERUBAHANNYA

A. Pengertian Energi

Pada saat berlari lama-kelamaan tubuh kita akan merasa lemas karena kehabisan energi. Untuk dapat berlari kembali dengan baik maka kita memerlukan energi dan stamina yang baik, hal yang bisa kita lakukan adalah dengan beristirahat atau dengan makan. Sama seperti mobil-mobilan yang mengunakan baterai bekas jalannya pasti lambat atau tidak normal. Setelah baterainya diganti dengan baterai yang baru atau baterai yang bekas tadi diisi (dicarge) maka jalan mobil tadi akan dapat berjalan dengan normal kembali. Mobil-mobilan yang memakai baterai baru (energi masih penuh) akan dapat melakukan usaha yanga lebih besar dibandingkan dengan mobil-mobilan yang memakai baterai bekas. Dari kedua contoh di atas dapat dikatakan bahwa suatu benda akan dapat melakukan suatu usaha atau pekerjaan jika memiliki cukup energi untuk dapat melakukan suatu usaha yang ingin dilakukan.

Dari ilustrasi di atas dapat diketahui pengertian dari energi yaitu sesuatu yang dapat menyebabkan benda dapat melakukan suatu pekerjaan atau energi merupakan sesuatu yang dapat menimbulkan usaha. Energi juga dapat dikatakan sesuatu usaha yang masih tersimpan. Dari pengertian itu karena energi merupakan suatu usaha yang masih tersimpan maka satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule. Satuan energi yang lain yaitu kalori dan kWh, kalori dipergunakan untuk menyatakan satuan energi kimia, sedangkan kWh dipergunakan untuk menyatakan energi listrik.[1]

B. Sumber Energi

Sumber energi adalah segala sesuatu di sekitar kita yang mampu menghasilkan energi. Di sekitar kita banyak sekali macam macam sumber energi yang bisa menghasilkan berbagai macam energi.

Sumber energi adalah alat dan bahan yang menghasilkan energi. Macam-macam sumber energi yaitu:

1. Matahari.

Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi kehidupan di bumi. Matahari menghasilkan energi panas dan energi cahaya. Matahari adalah bintang yang sangat besar yang dapat memancarkan cahaya sendiri. Cahaya matahari berasal dari reaksi inti yang menghasilkan energi besar.

2. Makanan

Manusia mendapatkan energi dari makanan yang dimakan. Energi itu digunakan untuk berbagai kegiatan manusia. Manusia memperoleh makanan dari hewan dan tumbuhan. Hewan memperoleh makanan dari hewan lain dan tumbuhan. Tumbuhan memperoleh makanan melalui proses fotosintesis.

3. Minyak Bumi dan Gas Alam

Kendaraan bermotor dapat berjalan karena ada sumber energi untuk menjalankannya. Sumber energi berasal dari bahan bakar. Bahan bakar berasal dari minyak bumi. Contoh hasil pengolahan minyak bumi adalah bensin, oli, solar, dan minyak tanah. Bensin dan solar digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Minyak tanah digunakan untuk bahan bakar kompor untuk memasak dan bahan bakar lampu petromaks/lampu teplok.

4. Angin

Angin adalah udara yang bergerak. Angin menyimpan energy. Manfaat energi angin adalah untuk menggerakkan perahu layar, layang-layang dan kincir angin.

5. Air

Energi yang dimanfaatkan dari air adalah gerakannya. Air yang berada di tempat tinggi memiliki energi yang besar ketika jatuh. Manfaat energi air adalah untuk pembangkit tenaga listrik.[2]

C. Bentuk-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.

Selain energi matahari yang merupakan energi yang paling besar secara umum energi dapat dibagi menjadi beberapa macam bentuk energi yaitu:

1. Energi Panas

Energi panas atau energi kalor merupakan suatu energi yang bersumber dari matahari, dimana matahari merupakan sumber energi panas yang paling besar. Sinar matahari yang memberikan panas yang sesuai sangat bermanfaat bagi makhluk hidup yang ada di muka bumi.

Pernahkah anda memperhatikan orang yang menjemur pakaian? Menjemur pakaian memanfaatkan panas matahari. Panas matahari menyebabkan pakaian cepat kering. Lalu mengapa pakaian tersebut bisa kering? Matahari memancarkan panas. Panas itu mengenai benda yang dijemur. Jika dikenai panas, suhu benda naik. Pada suhu tertentu, wujud beda berubah. Misalnya air berubah menjadi uap. Demikianlah yang terjadi pada pakaian basah. Air pada pakaian berubah menjadi uap. Akibatnya pakaian menjadi kering.[3]

Anda akan merasa hangat jika berada di dekat api unggun. Hal ini disebabkan tubuhmu menerima energi panas dari api unggun tersebut. Panas yang berpindah disebut kalor. Api kompor dapat mematangkan makanan karena terdapat energi panas yang berpindah dari api ke makanan. Energi panas dapat berpindah melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

a. Konduksi

Konduksi adalah peristiwa perambatan panas yang memerlukan suatu zat/medium tanpa disertai adanya perpindahan bagian-bagian zat/medium tersebut. Misalnya, sendok terasa panas saat digunakan untuk mengaduk kopi panas.

b. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas dengan disertai aliran zat perantaranya. Misalnya air yang panas akan bergerak naik.

c. Radiasi

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa medium perantara. Misalnya, panas matahari sampai ke bumi dan panas api dapat kita rasakan.

2. Energi Bunyi

Hampir setiap saat, kita mendengar bermacam macam bunyi. Saat berjalan, kamu mendengar suara langkah. Ketika di rumah, kamu mendengar suara radio, tape recorder, burung berkicau, ayam berkokok, orang berbicara, dan sebagainya. Bahkan, di malam yang sunyi kamu masih dapat mendengar suara jangkrik dan detakan jarum jam dinding.

Energi bunyi merupakan energi yang dihasilkan oleh bunyi atau suara, yaitu benda yang bergetar. Contohnya bunyi gitar, bunyi bom, bunyi halilintar, dan bunyi petasan.[4]

a. Sumber bunyi

Pada dasarnya, benda dapat mengeluarkan bunyi karena bergetar. Benda atau alat yang dapat menimbulkan bunyi disebut sumber bunyi. Misalnya, gong yang dipukul dan gitar yang dipetik. Bunyi ada yang enak didengar dan ada yang tidak enak didengar atau bahkan dapat merusak. Suara musik atau penyanyi yang merdu tentu enak didengarkan. Namun, suara mesin pabrik, petir yang menggelegar, dan suara pesawat terbang tentu sangat mengganggu.

Tuhan memberi alat pendengaran yang sempurna. Namun, di balik kesempurnaan tersebut ada keterbatasan, dan di balik keterbatasan tersimpan kenikmatan. Tidak semua bunyi dapat kamu dengar. Andai kamu dapat mendengar semua bunyi, tentu tidak akan pernah bisa tidur. Telinga manusia normal hanya dapat menangkap bunyi yang memiliki frekuensi antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz-20.000 Hz disebut audiosonik. Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebut infrasonik, sedangkan bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz disebut ultrasonik.

b. Perambatan bunyi

Pada tengah malam yang sunyi, kita dapat mendengar bunyi denting jam atau suara lolongan anjing yang berasal dari tempat yang jauh atau mungkin suara cecak yang sedang merayap di dinding. Tahukah kamu mengapa bunyi tersebut bisa sampai ke telinga kita? Zat apakah yang menjadi perantaranya? Gelombang bunyi termasuk gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya.

Oleh karena itu, bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa. Medium yang diperlukan bunyi untuk merambat dapat berupa gas, cair, dan padat. Ketika bapak/ibu guru berbicara di depan kelas, kamu dapat mendengar apa yang dibicarakan. Hal ini menunjukkan bunyi dapat merambat melalui gas (udara). Saat kamu menyelam di kolam renang, kamu dapat mendengar langkah temanmu yang juga berada di kolam. Hal ini menunjukkan bunyi dapat merambat melalui zat cair (air). Perambatan bunyi melalui zat padat ditunjukkan bila telingamu ditempelkan pada pagar besi, lalu temanmu mengetuk ujung pagar yang lain secara perlahan, maka dapat kamu dengar suara tersebut.[5]

3. Energi Listrik

Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi.[6]

4. Energi Alternatif

Pernahkah kamu membaca atau mendengar berita tentang kenaikan bahan bakar minyak (BBM)? Mengapa pemerintah menganjurkan agar kita menggunakan BBM sehemat mungkin? BBM merupakan salah satu energi yang diperoleh dari fosil. Maksudnya, bahan bakar tersebut diperoleh dari penambangan sisa-sisa makhluk hidup yang tertimbun di dalam tanah jutaan tahun lalu. Jadi, bahan bakar ini akan habis karena digunakan terus menerus. Bahan bakar fosil (minyak bumi) merupakan bahan bakar yang tidak dapat diperbarui. Oleh karena itu, kita membutuhkan sumber energi yang lain (alternatif) untuk memenuhi kebutuhan kita. Saat ini, para ilmuwan berusaha memanfaatkan sumber energi alternatif yang jumlahnya tidak terbatas (tidak cepat habis) dan bersih (tidak menimbulkan polusi). Contoh sumber-sumber energi alternatif, antara lain, matahari, panas bumi, air, dan angin.

a. Energi Matahari

Hampir semua energi yang berada di bumi berasal dari matahari. Energi radiasi sinar matahari dapat diubah menjadi energi listrik dan energi kalor. Peralatan yang menggunakan sel-sel surya dapat langsung mengubah energi radiasi sinar matahari menjadi energi listrik. Pada saat ini, sel-sel surya mulai ditawarkan negara kita untuk dipasang di rumah-rumah. Sel-sel surya ini dapat mengubah energi radiasi sinar matahari menjadi energi kalor (panas). Energi panas yang dihasilkan dapat digunakan untuk memanaskan ruangan, memanaskan air, dan keperluan lain. Pada saat ini, sel-sel surya sudah biasa dijumpai di atap-atap rumah, rumah sakit, dan hotel di Jakarta. Salah satu masalah yang dihadapi dalam pemanfaatan energi ini adalah matahari tidak selalu bersinar terang sepanjang hari. Mengapa? Sebab kadang-kadang matahari tertutup oleh awan.

b. Energi Panas Bumi

Bumi sesungguhnya tersusun dari beberapa lapisan. Pusat bumi terbentuk dari lapisan batu yang panas. Hal ini memungkinkan bumi menjadi sumber energi panas. Energi panas bumi adalah energi yang dihasilkan oleh magma di dalam perut bumi. Energi panas bumi disebut juga energi geotermal. Energi tersebut banyak digunakan terutama di daerah-daerah pegunungan. Mengapa demikian? Batuan panas yang terbentuk memanaskan air di sekitarnya sehingga dihasilkan sumber uap panas atau geiser. Sumber uap panas tersebut kemudian dibor. Uap panas yang keluar dari lubang pengeboran, setelah disaring, dapat digunakan untuk menggerakkan turbin yang akan memutar generator sehingga menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik yang memanfaatkan energi panas bumi disebut Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Contoh PLTP di Indonesia, antara lain, PLTP Kawah Kamojang di Jawa Tengah dan PLTP Bayongbong di Garut, Jawa Barat. Masalah yang dihadapi dalam pemanfaatan energi panas bumi adalah sulitnya pengeboran tanah, biaya yang tinggi, dan sedikitnya tempat yang memenuhi syarat untuk pembangunan PLTP.

c. Energi Air

Air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah. Aliran air yang deras merupakan sumber energi gerak. Energi ini dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Pernahkah kamu pergi ke bendungan atau waduk? Pada suatu bendungan, air yang jatuh dari bagian atas bendungan akan menghasilkan arus yang sangat deras. Keadaan ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin yang memutar generator. Generator yang berputar menghasilkan energi listrik. Selain bendungan, gerakan pasang surut air laut juga dapat digunakan untuk membangkitkan listrik.

d. Energi Angin

Banyak kegiatan yang memanfaatkan energi angin. Misalnya, pada permainan layang, layang, olahraga terbang layang, perahu layar. Namun, angin yang sangat besar dapat menimbulkan bencana Angin adalah sumber energi alternatif yang murah dan tidak mengakibatkan polusi. Energi angin juga dapat dipakai pada kincir angin yang menghasilkan listrik. Baling-baling pada kincir angin akan berputar cepat apabila ada angin besar yang bertiup. Putaran ini dapat menggerakkan turbin pada suatu pembangkit tenaga listrik. Jadi, energi angin dapat dijadikan sumber pembangkit energi listrik. Di negara Belanda, kincir angin digunakan untuk memompa air guna mengeringkan tanah. Kincir angin seperti ini juga dibangun di tempat-tempat yang rawan banjir, untuk memompa air. Karena banyaknya kincir angin di negara Belanda, sampai negara tersebut di juluki negara Kincir Angin.[7]

D. Perubahan Energi

Penguasaan ilmu pengetahuan akan lebih berguna jika kita terapkan dalam kehidupan sehari-hari. Pengetahuan tentang perubahan energi gerak akibat pengaruh udara dapat dimanfaatkan untuk membuat mainan yang menarik. Sedangkan pengetahuan tentang perubahan energi bunyi dapat dimanfaatkan untuk membuat alat musik.

Suatu energi manfaatnya baru akan dapat terlihat apabila energi tersebut mengalami suatu perubahan bentuk dari energi satu ke dalam energi yang lainya. 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.

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:

1. Perubahan dari energi listrik menjadi energi panas misalnya setrika listrik dan solder listrik.

2. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi suara misalnya radio dan tape.

3. Perubahan dari energi listrik menjadi energi menjadi energi cahaya misalnya lampu.

4. Perubahan dari energi listik menjadi energi cahaya (gambar) dan suara misalnya pada televisi.

5. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi gerak misalnya terdapat pada kipas angin.

6. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi panas adalah pada pengering rambut (hair dryer) dan penanak nasi (rice cooker).

7. Perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik misalnya pada aki dan baterai.

8. Perubahan dari energi cahaya menjadi energi kimia misalnya pada saat proses fotosintesis.

9. Perubahan dari energi gerak menjadi energi listrik misalnya terdapat pada dynamo sepeda.

10. Perubahan dari energi potensial menjadi energi listrik terjadi pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Energi yaitu sesuatu yang dapat menyebabkan benda dapat melakukan suatu pekerjaan atau energi merupakan sesuatu yang dapat menimbulkan usaha. Energi juga dapat dikatakan sesuatu usaha yang masih tersimpan.

Sumber energi adalah segala sesuatu di sekitar kita yang mampu menghasilkan energi. Sumber energi adalah alat dan bahan yang menghasilkan energi. Macam-macam sumber energi yaitu:

1. Matahari

2. Makanan

3. Minyak bumi dan gas

4. Angin

5. Air

Secara umum energi dapat dibagi menjadi beberapa macam bentuk energi yaitu:

1. Energi panas

2. Energi bunyi

3. Energi listrik

4. Energi alternative