BENTUK DAN PERUBAHAN ENERGI
ENERGI
Readers kalau mau melakukan sesuatu pasti membutuhkan suatu energi kan? Misalnya, hendak mengambil makan atau minum ke kulkas, pasti kita perlu jalan kan? Nah untuk berjalan, kita pasti akan membutuhkan suatu energi untuk melakukan hal tersebut. Energi merupakan daya atau kekuatan yang digunakan untuk melakukan berbagai proses kegiatan, readers. Secara umumnya, kalau membahas tentang energi, maka akan berhubungan dengan suatu konsep yang dapat dikatakan bahwa energi merupakan potensi yang mampu menyebabkan perubahan. Dari konsep tersebut, dapat kita tarik kesimpulan dan pemikiran bahwa penyebab dari setiap perubahan adalah disebabkan oleh suatu energi, readers.
Readers pasti udah tahu kan energi mempunyai Satuan Internasional (SI) berupa Joule dan memiliki simbol yaitu (E). Nah masih inget gak sih readers sama hukum kekekalan energi yang mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dapat berpindah tempat. Prinsip ini dikenal dengan konversi energi atau hukum termodinamuka pertama nih, readers. Dengan begitu, maka disimpulkan bahwa energi total alam semesta selalu tetap dan konstan.
BENTUK ENERGI
Seperti yang tadi sudah kita bahas nih readers, menurut hukum termodinamika ke 1 (hukum kekekalan energi), mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dapat berpindah tempat. Nah mau tahu apa saja bentuk-bentuk energi? Yuk langsung bahas :
1. Energi potensial = energi yang tersimpan dan dihubungkan dengan konfigurasi ruang dari komponennya dalam suatu benda.
2. Energi kinetik atau energi gerak = energi yang dimiliki oleh benda disebabkan oleh pergerakannya, Energi kinetik diartikan sebagai usaha yang dibutuhkan untuk menggerakkan suatu benda yang memiliki massa tertentu dimulai dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan tertentu dan bergerak. Misalnya air mengalir atau angin yang bertiup.
3. Energi listrik = energi yang dihasilkan oleh arus listrik yang muncul karena adanya perbedaan muatan antara dua buah titik penghantar yang dapat diperoleh dari perubahan berbagai sumber energi seperti air, panas, angin, cahaya, dan bahan bakar fosil (kimiawi). Sumber energi tersebut dikonversikan menjadi energi listrik melalui terputarnya turbin yang merupakan dinamo yang dapat menghasilkan medan listrik. Energi listrik sering kali dikonversikan menjadi bentuk energi lain seperti gerak, panas, cahaya, dan lain sebagainya. Contoh : lampu listrik, kipas angin, setrika.
4. Energi panas = energi internal yang berubah menjadi kalor yang terdapat dalam suatu sistem akibat suhunya. Energi panas ini didapat dari api atau panas bumi. Energi ini dapat diubah menjadi energi gerak atau energi listrik yang diperlukan oleh manusia.
5. Energi cahaya = energi yang dihasilkan dari benda yang dapat memancarkan cahaya dan didapatkan dari Matahari. Energi ini menghasilkan panas yang dapat membakar sesuatu. Energi ini dapat pula diubah menjadi energi listrik.
6. Energi bunyi = energi yang dihasilkan dari bunyi yang dapat dihasilkan oleh tabrakan, tumbukan, atau peristiwa lain yang mempunyai penghantar seperti udara ataupun benda lainnya. Manusia dapat mengeluarkan bunyi dengan menggunakan pita suaranya. Bunyi halilintar yang menggetarkan kaca adalah salah satu bentuk energi yang besar.
7. Energi kimia = energi yang dihasilkan dari proses kimia dan merupakan energi yang paling dibutuhkan oleh makhluk hidup dalam bentuk kimiawi, energi kimia mampu disimpan lebih lama. Contohnya baterai yang dapat menghasilkan energi cahaya atau suara.
8. Energi nuklir = energi yang berada dalam setiap materi atau zat yang tersusun atas atom-atom dan material penyusunnya seperti elektron, proton dan neutron. Energi ini sesungguhnya merupakan energi kimia juga, tetapi bersifat lebih spesifik dan membutuhkan usaha yang lebih dalam pemanfaatannya. Contohnya pembangkit listrik tenaga nuklir mengubah energi nuklir menjadi energi listrik.
PERUBAHAN ENERGI
Sesuai dengan hukum termodinamika pertama nih, energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dapat berpindah tempat. Kalau tadi kita sudah bahas bentuk-bentuk energi apa saja, kali ini kita akan bahas perubahan energi apa saja sih. Perubahan energi merupakan proses berubahnya suatu energi dari bentuk satu ke bentuk lainnya. Perubahan energi seringkali disertai dengan perpindahan energi. Contoh perubahan energi antara lain adalah :
Nah, setelah mengetahui bentuk dan perubahan energi apa saja yang terjadi, untuk membuat readers lebih paham lagi nih mengenai materi yang kita bahas, pada kali ini juga akan diberikan suatu simulasi loh readers dari bentuk dan perubahan energi tersebut yang tentunya menerapkan hukum termodinamika mengenai suatu energi. Simulasi tersebut dapat readers coba melalui link https://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-forms-and-changes. Yuk untuk lebih lanjutnya, kita lihat contoh simulasi berikut ini :
1. PERUBAHAN ENERGI CAHAYA MENJADI ENERGI LISTRIK UNTUK MENYALAKAN LAMPU
Dari simulasi tersebut, kita dapat lihat bahwa adanya energi cahaya yang terpancarkan dari matahari dengan keadaan awan yang tidak ada (sangat cerah) akan membuat energi cahaya tersebut diserap oleh panel surya. Selama proses tersebut, energi cahaya yang diserap pun akan berubah menjadi energi listrik yang akan dialirkan ke lampu guna menyalakan lampu tersebut. Setelah itu, energi listrik yang sudah diserap oleh lampu akan diubah menjadi energi cahaya dan energi panas. Energi cahaya pada lampu membuat lampu menyala, sedangkan adanya energi panas pada lampu disebabkan oleh akibat dari penyaluran arus listrik yang menghasilkan cahaya pada lampu selama lampu tersebut menyala. Oleh karena itu, tidak heran kan readers kalau memegang lampu yang menyala akan terasa panas, atau apabila readers berada dalam ruangan yang terdapat nyala lampu, terkadang merasa sedikit panas. Nah hal tersebut disebabkan oleh adanya penyaluran arus listrik yang dihasilkan dari cahaya pada lampu itu sendiri.
Bisa dilihat perbedaannya gak nih readers? Yap! Sama halnya dengan proses yang terjadi pada contoh diatas, tetapi perbedaannya apa ya? Dalam simulasi kali ini, terlihat banyak awan, atau bisa dikatakan cuaca saat itu mendung, sehingga energi cahaya dari matahari yang seharusnya diserap oleh panel surya, akan terhalang oleh awan-awan tersebut, sehingga panel surya tidak dapat menyerap energi cahaya dari matahari untuk menyalakan lampu tersebut. Kedua hal tersebut sesuai dengan hukum termodinamika pertama yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dapat berpindah tempat. Disini, energi hanya bisa berubah bentuk (dari energi cahaya ke listrik) dan berpindah tempat (dari matahari, ke panel surya, lalu ke lampu).
2. PERUBAHAN ENERGI MEKANIK DARI AIR MENJADI ENERGI LISTRIK UNTUK MEMANASKAN AIR
Di contoh simulasi kedua kali ini, sistem kerjanya hampir sama dengan PLTA atau Pembangkit Listrik Tenaga Air. Dari simulasi tersebut, bisa dilihat bahwa air yang mengalir tersebut akan menghasilkan energi mekanik yang akan menggerakkan turbin dalam suatu mesin generator. Saat energi tersebut menggerakkan turbin, energi akan dialirkan ke generator dan diubah menjadi energi listrik. Energi listrik ini nanti akan digunakan untuk memanaskan air dalam wadah. Bisa dilihat bahwa selama proses pemanasan air, terjadi kenaikan suhu (dapat dilihat pada termometer di simulasi) dan energi listrik tersebut berubah bentuk menjadi energi panas (air panas) dan mengeluarkan uap air yang juga mengandung energi panas. Hal ini juga sesuai dengan hukum kekekalan energi atau termodinamika pertama, yang dimana energi hanya dapat berubah bentuk (dari energi mekanik menjadi energi listrik) dan berpindah tempat (dari air, ke turbin, generator, lalu memanaskan air).
Setelah melihat simulasi tersebut, readers udah terbayang dan paham belum mengenai bentuk dan perubahan energi tersebut? Bentuk dan perubahan energi ini erat kaitannya dengan termodinamika loh readers, khususnya hukum termodinamika pertama mengenai hukum kekekalan energi. Untuk memantapkan lagi nih pemahaman readers terhadap materi kali ini, kita juga akan membahas beberapa conso (contoh soal) mengenai bentuk dan perubahan energi dalam termodinamika. Yuk langsung simak :
CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
1. Seorang anak hendak menyalakan lampu yang berdaya 12 watt dengan menggunakan suatu mesin generator melalui turbin dengan mengayuh sepeda selama 10 detik. Apabila kalor yang diserap selama proses berlangsung adalah sebesar 250 J, tentukan besarnya perubahan energi dalam (πU) selama proses tersebut!
- Diketahui :
- P = 12 Watt
- Q = 250 Joule
- t = 10 sekon
- Ditanya :
- Perubahan Energi dalam? (πU)
- Dijawab :
2. Suatu mesin yang digunakan untuk menyalakan kipas angin, bekerja pada suhu tinggi 127°C untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin tersebut menyerap kalor sebesar 300 J dengan suhu rendah sebesar 27°C, maka usaha yang diperlukan mesin untuk menggerakkan kipas angin tersebut adalah…
- T₁(suhu tinggi) = 127°C (ubah ke satuan dalam Kelvin) = 127 + 273 = 400 K
- T₂(suhu rendah) = 27°C (ubah ke satuan dalam Kelvin) = 27 + 273 = 300 K
- Q₁= 300 J
- Ditanya
- Usaha ? (W)
- Dijawab :
PENUTUP
Nah, tidak terasa ya readers kita sudah berada dipenghujung blog ini. Bagaimana readers? Apakah sudah cukup paham mengenai bentuk dan perubahan energi yang tentunya masih berkaitan dengan termodinamika ini? Semoga kiranya blog ini dapat memberikan readers pengetahuan lebih lagi mengenai fisika ya, readers! Jangan lupa untuk nantikan postingan selanjutnya mengenai Fisika khususnya jenjang SMA. Sampai jumpa, Selamat belajar!
SUMBER :
https://www.kompas.com/skola/read/2020/01/05/100000969/energi-pengertian-jenis-satuan-hukum-kekekalan-energi?page=all
http://www.markijar.com/2018/01/pengertian-energi-dan-10-bentuk-energi.html
https://bobo.grid.id/read/08676305/8-bentuk-energi?page=all
https://www.kompas.com/skola/read/2020/05/12/160000669/perubahan-energi-dan-contohnya?page=all
https://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-forms-and-changes
Komentar
Posting Komentar