SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 36
PENDAHULUAN

        Energi merupakan suatu proses perubahan bentuk energi dari yang satu
menjadi bentuk energi lain yang dibutuhkan. Mengingat hukum kekekalan energi
yang menyatakan bahwa ”energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun dimusnahkan
akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya
(dikonversikan)”. Sehingga untuk memperoleh suatu bentuk energi, perlu adanya
energi lain yang dikonversikan menjadi energi yang dibutuhkan tersebut. Salah satu
contohnya untuk mendapatkan energi listrik yang tidak dapat diperoleh secara
langsung, tetapi ada proses konversi energi sebelum energi listrik tersebut didapat.

       Kebutuhan energi semakin meningkat dengan adanya kemajuan teknologi.
Sumber energi yang banyak dipakai sampai saat ini adalah sumber yang dapat habis
yang tidak dapat diperbaharui seperti minyak bumi, batubara dan gas bumi. Karena
kebutuhan energi meningkat maka usaha manusia untuk mengeksploitasi sumber
energi di atas turut meningkat. Mengingat terbatasnya persediaan sumber energi
tersebut, maka mulai dicari sumber energi lain seperti energi matahari, energi
gelombang, energi angin, energi pasang surut, dll.

       Energi matahari yang disediakan Tuhan untuk umat manusia khususnya yang
tinggal di daerah tropis, sangatlah berlimpah. Selain berlimpah dan tidak habis
dipakai, energi matahari juga tidak menimbulkan polusi. Namun demikian masih
diperlukan peralatan seperti sel surya (solar cell) untuk mengkonversi energi matahari
menjadi energi listrik.

        Energi saat ini memegang peranan yang penting dalam pengembangan
ekonomi nasional kiranya merupakan suatu hal yang tidak dipersoalkan lagi, bahkan
sering dianggap sebagai darah dalam kehidupan ekonomi. Hal ini disadari oleh
negara-negara yang telah maju, maupun oleh Negara yang sedang berkembang bahwa
penggunaan energi secara tepat dan berdaya guna tinggi merupakan syarat yang
mutlak untuk meningkatkan kegiatan ekonomi. Indonesia merupakan negara yang
memiliki berbagai jenis sumber daya energi dalam jumlah yang cukup melimpah.
Pengelolaan sumber daya energi secara tepat kiranya akan memberikan gilirannya
akan meningkatkan kesejahteraan masyarakat secara umum. Dengan letak Indonesia
yang berada pada daerah khatulistiwa, yaitu pada lintang 60LU - 110 LS dan 950 BT -
1410BT, dan dengan memperhatikan peredaran matahari dalam setahun yang berada
pada daerah 23,50 LU dan 23,50 LS maka wilayah Indonesia akan selalu disinari
matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari. Karena letak Indonesia berada pada daerah
khatulistiwa maka Indonesia memiliki tingkat radiasi matahari yang sangat tinggi.
Menurut pengukuran dari pusat Meteorologi dan Geofisika diperkirakan besar radiasi
yang jatuh pada permukaan bumi Indonesia (khususnya Indonesia Bagian Timur)
rata-rata kurang lebih sebesar 5,1 kWh/m2.hari dengan variasi bulanan sekitar 9% .
(NN,1994).

       Sejak beberapa tahun ter-akhir ini, para ahli mulai merubah pendapatnya
tentang pemanfaatan sumber energi yang ada di Indonesia. Timbulnya kesadaran akan
sumber bahan bakar fosil yang selama ini merupakan sumber energi andalan,
bukannya tidak mungkin habis di masa mendatang, untuk itu sumber sumber energi
baru harus didapatkan. Mungkin untuk mendapatkan energi baru, kombinasi dari
beberapa sumber energi yang diperlukan seperti batubara, energi cahaya matahari,


                                          1
angin, nuklir. Jika dilihat dari segi polusinya, bahan fosil terlalu banyak menyebabkan
pencemaran terhadap lingkungan dalam penggunaannya. Pada sekitar 100 tahun yang
lalu, batu bara menjadi pemasok utama kebutuhan energi dunia, kemudian disusul
oleh minyak bumi diawal abad ini. Dan akhirnya sekitar tahun 1950-an gas alam
mulai berpartisipasi dalam percaturan sumber energi dunia. Meskipun demikian
mungkin dalam penggunaannya bahan bakar fosil ini akan habis kurang lebih 17
tahun mendatang (Kadir, 1995)

        Sumber energi lainnya yang saat ini sudah menjadi pemasok energi dunia
beberapa tahun terakhir ini adalah penggunaan energi nuklir. Tetapi masalah yang
ditimbulkan dari penggunaan energi nuklir adalah limbah radioaktif. Sehingga perlu
diperhatikan beberapa persyaratan khusus yang harus dipenuhi, misalnya tempat
pembuangan yang betul-betul aman untuk jangka waktu yang tidak ditentukan, serta
kemasan limbah yang harus benar-benar aman. Dilain pihak, kita masih mempunyai
beberapa sumber energi yang umur penggunaanya relatif tak terbatas, serta tidak
menimbulkan masalah polusi lingkungan dalam penggunaannya. Energi matahari atau
energi surya adalah bentuk energi elektromagnetik, yang dipancarkan ke bumi secara
terus menerus. Selain itu energi surya adalah sangat atraktif karena tidak bersifat
polutif, tak dapat habis, dapat dipercaya dan gratis (Sitompul, 1989).

       Dalam pemanfaatan energi surya digunakan larik fotovoltaik yang
mengkonversikan secara langsung energi surya menjadi energi listrik. Pemakaian
fotovoltaik dalam kerekayasaan sebagai sumber pembangkit energi listrik bisa
dikatakan tidak menghasilkan polusi, baik polusi udara maupun polusi terhadap
lingkungan sekitarnya. Berdasarkan pertimbangan ini, nampaknya konversi
fotovoltatik dari sinar matahari menjadi energi listrik akan menjadi sumber energi
utama dimasa mendatang. Khususnya bila sumber-sumber energi konvensional (batu
bara, minyak bumi dan gas bumi) sudah habis dalam penggunaannya. Selain itu juga
harga sumber energi konvesional akan terus semakin tinggi dan persediaanya juga
sangat terbatas, sedangkan harga fotovoltatik berangsur-angsur akan turun karena
bahan bakunya melimpah di bumi ini. Selanjutnya energi listrik yang dihasilkan dari
fotovoltatik, dapat digunakan untuk berbagai peng-gunaan, misalnya untuk meng-
gerakkan kapal dengan bantuan motor listrik. Dan untuk menjamin penyediaan energi
yang kontinu maka digunakan baterai sebagai penyimpan energi. (NN, 1994)

        Di negara Eropa kapal bermotor listrik bukanlah hal baru, pada tahun 1905
kapal elektrik yang terbesar pada masanya diluncurkan di Thames, kapal tersebut
diberi nama Victory kapal ini mempunyai panjang 90 kaki yang terbuat dari kayu dan
bisa mengangkut 350 orang. Motor listrik diberi tenaga oleh generator yang
menggunakan steam turbin. Setelah tahun 1905 motor bakar dalam menjadi populer
dan menggeser kedudukan motor listrik. Semakin banyak kapal yang menggunakan
mesin diesel.

       Pada abad 21 ini penggunaan motor listrik kembali populer dan diperkirakan
akan terus seperti ini karena sebagai akibat dari mahalnya bahan bakar diesel dan
semakin menipisnya sumber minyak dunia.
       Sekarang motor listrik menjadi semakin praktis dan ekonomis setelah
banyaknya penemuan pada teknologi solar panel, battery, charger yang lebih baik.
Motor listrik hemat biaya perawatan dan dalam bekerja. Selain itu motor listrik lebih
ramah lingkungan dan tidak berisik.


                                          2
Instalasi motor listrik lebih simpel daripada motor diesel, motor listrik juga
tidak memerlukan pendingin. Semua kebutuhan daya listrik di supply dari battery
yang di isi ulang oleh solar panel. Dan ketika kapal tidak bergerak daya listrik yang
dihasilkan dapat digunakan untuk mesin cuci, microwave, dan peralatan yang lainnya.

       Perawatannya lebih mudah dibanding dengan motor diesel, panel surya
biasanya dibersihkan seminggu sekali, pengantian battery dilakukan setiap 3000 kali
pengisian ulang atau 7 – 10 tahun.

        Dalam perkembangannya perancangan desain sebuah kapal harus
memperhatikan berbagai aspek terkait seperti aspek teknis, ekonomis, keamanan dan
keselamatan operasi kapal. Aspek ekonomis merupakan aspek yang sangat penting
untuk dipertimbangkan dalam mendesain kapal tanpa harus mengabaikan aspek-aspek
lain diatas. Teknologi desain kapal terus dikembangkan untuk mencapai tingkat
effisiensi dan keuntungan ekonomis yang tinggi baik untuk perancangan kapal-kapal
berdimensi besar maupun kecil

       Pada mulanya electrik propulsion merupakan sebuah alternatif penggerak
utama kapal yang sangat mahal dan kurang effisien. Hal ini disebabkan oleh
penggunaan kontruksi motor yang sangat besar dan berat. Kapal harus memiliki dua
system electrik terpisah, satu untuk melayani penggerak utama dan satunya untuk
melayani mesin bantu. Berkaitan dengan perkembangan yang pesat dari penerapan
teknologi elektronika sekarang ini memungkinkan untuk melengkapi sebuah kapal
dengan system elektrik dengan kapasitas tenaga yang tidak terbatas berdasarkan
konsep power station.

       System ini dengan menggunakan multi motor diesel adalah dilangkapi dengan
beberapa system tenaga yang independent yang mana berhubungan satu sama lainnya.
Pengadaan tenaga listrik dilakukan secara bersama oleh beberapa buah generator set
karenanya varisai bisa dilakukan secara cepat. Beban elektrik dan beban propulsi yang
diperlukan untuk mendapatkan kecepatan servisnya diperoleh dari main diesel
generator set. Effisiensi dari komponen elektrik, generator dan converter secara
bersama-samma dihitung untuk menentukan efisiensi total.

       Secara umum system ini menawarkan lebih bebas dalam penempatan
komponen di dalam kamar mesin, juga degnan system operasinya yang lebih fleksibel
dengan menempatkan satu atau lebih generator utama. Ini berarti bahwa generator
dalam opersinya lebih dapat beradaptasi dengan kebutuhan power yang lebih
bervariasi sehingga akan memperkecil kebutuhan untuk biaya perawatan.

       Dengan berkembangnya teknologi sekarang ini telah dibuat sebuah system
baru, yaitu dengan menggunakan solar sell sebagai supply energi untuk motor listrik.
Untuk menjamin supply daya secara kontinu maka diperlukan battery sebagai
penyimpan energi

PENGERTIAN ENERGI

       Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa
energi, dunia in akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi
kegiatan dan untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh


                                          3
melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk kedalam tubuh berupa
makanan.

       Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang, transportasi, dan
lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering
disebut sumber daya alam (Nature Resources)

      Sumber daya akam diberdakan manjadi dua kelompok, yaitu :
1.Sumber daya alam yang dioperbaharui (renewable) hamper tidak dapat habis.
2.Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis.

MACAM-MACAM ENERGI

1. Energi Mekanik

       Energi mekanik dapat dibedakan menjadi dua pengertian, yaitu ; energi
potensial dan energi kinetik. Jumlah kedua energi itu dinamakan energi mekanik.
Setiap benda mempunyai berat, maka baik dalam keadaan diam atau bergerak setiap
benda memiliki energi.

2. Energi Panas

       Energi panas juga sering disebut sebagai kalor, pemberian padas kepada suatu
benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu ataupun bahkan terkadang dapat
menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran, atau perubahan volume benda
itu. Ada tiga istilah yang penggunaannya sering kacau, yaitu panas, kalor, dan suhu.
Panas adalah salah satu bentuk energi. Energi panas yang berpindah disebut kalor,
sementara suhu adalah derajat panas suatu benda.

3. Energi Magnetik
        Energi magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul katika
dua batang magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain.
Seperti diketahui bahwa setiap magnet mempunyai dua macam kutub yaitu kutub
utara dan kutub magnet selatan.

        Kedua kutub magnet mempunyai kemampuan untuk saling melakukan
gerakan. Kemampuan itu adalah energi yang tersimpan didalam magnet dan energi
inilah yang disebut sebagai energi magnetik.

4. Energi Listrik

       Energi listrik ditimbulkan / dibangkitkan melalui bermacam-macam cara.
Kegunaan energi listrik dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali yang dapat
dirasakan, terutama dikehidupan kota-kota besar, bahkan sebagai penerangan yang
sekarang sudah digunakan sampai jauh ke pelosok pedesaan.




                                         4
5.Energi Kimia

       Yang dimaksud energi kima adalah energi yang diperoleh melalui suatu proses
kimia. Energi yang dimiliki manusia dapat diperoleh dari makanan yang dimakan
melalui proses kimia.
       Jika kedua macam atom-atom karbon dan atom oksigen tersebut dapat
berreaksi, akan terbentuk molekul baru yaitu karbondioksida.

6. Energi Bunyi

        Bunyi dapat juga diartikan getaran sehingga energi bunyi berarti juga getaran.
Getaran selaras mempunyai energi dua macam yaitu, energi potensial dan energi
kinetik. Melalui pembahasan matematis dapat ditunjukkan bahwa jumlah kedua
macam energi pada suatu getaran selaras adalah selalu tetap dan besarnya tergantung
massa, simpanan dan waktu getar atau periode.

7. Energi Nuklir

       Energi nuklir merupakan hasil dari reaksi fisi yang terjadi pada inti atom.
Dewasa ini, reaksi inti yang banyak digunakan oleh manusia untuk menghasilkan
energi nuklir adalah reaksi yang terjadi antara partikel dengan inti atom yang
digolongkan dalam kelompok heavy atom sperti aktinida.

        Berbeda dengan reaksi kimia biasa yang hanya mengubah komposisi molekul
setiap unsurnya dan tidak mengubah struktur dasar unsur penyusun molekulnya, pada
reaksi inti atom atau reaksi fisi, terjadi perubahan struktur inti atom menjadi unsur
atom yang sama sekali berubah.

8. Energi Cahaya atau cahaya

        Energi cahaya terutama cahaya matahari banyak diperlukan terutama oleh
tumbuhan yang berhijau daun. Tumbuhan itu membutuhkan energi cahaya untuk
mengadakan proses fotosintesis, dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga
digunakan energi dari sinar yang dikenal dengan nama sinar laser. Yang dimaksud
sinar laser adalah sinar pada suatu gelombang yang sama dan amat kuat. Sinar laser
banyak sekali digunakan dan meliputi banyak bidang.

9. Energi Matahari

       Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan dibumi ini.
Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan mapun tak terbarukan merupakan bentuk
turunan dari energi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang
merupakan turunan dari energi matahari misalnya :
    • Energi angin yang tuimbul akibat adanya perbedaan suhu dan tekanan satu
       tempat dengan tempat yang lain sebagai efek sinar matahari.
    • Energi air, karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari
       yang mengenai bumi.
    • Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene
       menggunakan energi matahari.
    • Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angina


                                          5
•  Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah
      mengalami proses selama berjuta-juta tahun.
Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari, yaitu :

1.Pemanasan ruang
2.Penerangan ruangan
3.Kompor matahari
4.Pengeringan hasil pertanian
5.Distilasi air kotor
6.Pemanasan air kotor
7.Pembangkitan listrik

ENERGI DAN PENERAPANNYA
        Energi adalah suatu besaran yang kekal tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan. Berikut ini adalah macam-macam energi yaitu energi potensial, energi
kinetic, energi kimia, energi kalor, energi listrik, energi bunyi, energi bunyi, energi
nuklir, energi radiasi,energi surya.

   1. Pengertian Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda diam.
      Energi ini juga disebut dengan energi diam. Misalnya suatu benda yang
      mempunyai ketinggian tertentu dan pegas yang ditekan atau direnggangkan.
      Jika semua itu dilepas akan melakukan usaha (gerakan)
   2. Pengertian energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda pada saat
      bergerak. Misalnya jika seorang sedang berlari, mobil pada saat melaju, benda
      yang berputar dan kereta yang sedang bergerak. Pada saat itu benda-benda
      tersebut mempunyai energi yang disebut energi kinetic atau energi gerak.
   3. Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi
      kinetik.
   4. Pengertian energi kimia yaitu energi yang timbul akibat terjadinya reaksi
      kimia. Makanan dari pada bahan bakar pada umumnya tersusun atas
      senyawakimia yang di dalamnya tersimpan energi kimia.
   5. Pengertian energi kalor, yaitu bentuk energi yang banyak kita jumpai seperi
      matahari, api atau bentu energi yang lain yang harus dibentuk dalam bentuk
      kalor misalnya setrika, solder dan kompor.
   6. Pengertian energi listrik, yaitu energi yang tersimpan dalam arus listik
      (muatan yang bergerak0. Energi ini banyak dimanfaatnya. Contoh radio,
      solder, televisi dan lain sebagainya
   7. Pengertian energi bunyi, terdapat di dalam segala jenis bunyi. Misalnya orang
      berbicara, seruling, ledakan bom dan petir. Bukti bahwa bunyi memilliki
      energi yaitu ledakan petir yang dahsyat dapat mengakibatkan pecahnya kaca
      jendela.
   8. Pengertian Energi nuklir yaitu energi yang dihasilkan oleh reaksi pembelahan
      inti (fisi) berantai
   9. Pengertian Energi radiasi yaitu energi yang diperoleh dari pancaran benda
      berpijar




                                          6
ENERGI POTENSIAL




Energi potensial dari kereta roller coaster akan maksimum saat berada pada lintasan
tertinggi.

       Energi potensial adalah bentuk energi yang dimiliki oleh suatu partikel,
benda atau sistem akibat posisinya dalam ruang parameter1 atau akibat
konfigurasinya. Energi dalam bentuk ini membuat partikel, benda atau sistem tersebut
memiliki kecenderungan untuk berubah keadaannya (posisi atau konfigurasinya) dari
keadaan dengan suatu energi potensial tertentu menjadi keadaan dengan energi
potensial yang lebih rendah atau lebih tinggi. Ke arah mana kecenderungan tersebut
menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial
tersebut.

Contoh

         Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke
atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial
gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas
tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial
elastik.

         Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap
bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap
sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi
potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa
benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas
objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya
nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek;
energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau
molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia
yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik
yang berhubungan dengan suhu objek.




                                           7
Energi potensial elastis




Pegas digunakan untuk menyimpan energi potensial elastis

        Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis
(contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya
tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan
berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika
tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi
kinetik.

Kalkulasi dari energi potensial elastis

       Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat
dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas
tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan:




sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke:



Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam:




Satuannya adalah Joule.

Energi Potensial Gravitasi

        Contoh yang paling umum dari energi potensial adalah energi potensial
gravitasi. Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi
ketika sedang menggelayut pada tangkainya. Demikian juga ketika anda berada pada

ketinggian tertentu dari permukaan tanah (misalnya di atap rumah        atau di dalam
pesawat). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap
bumi. Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja
apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi (misalnya buah mangga
jatuh dari pohon). Untuk memudahkan pemahamanmu, lakukan percobaan sederhana


                                         8
berikut ini. Pancangkan sebuah paku di tanah. Angkatlah sebuah batu yang ukurannya
agak besar dan jatuhkan batu tegak lurus pada paku tersebut. Amati bahwa paku
tersebut terpancang semakin dalam akibat usaha alias kerja yang dilakukan oleh batu
yang anda jatuhkan.

       Sekarang mari kita tentukan besar energi potensial gravitasi sebuah benda di
dekat permukaan bumi. Misalnya kita mengangkat sebuah batu bermassa m. gaya
angkat yang kita berikan pada batu paling tidak sama dengan gaya berat yang bekerja
pada batu tersebut, yakni mg (massa kali percepatan gravitasi). Untuk mengangkat
batu dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian h, maka kita harus melakukan
usaha yang besarnya sama dengan hasil kali gaya berat batu (W = mg) dengan
ketinggian h. Ingat ya, arah gaya angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu,
yakni ke atas… FA = gaya angkat

W = FA . s = (m)(-g) (s) = - mg(h2-h1) —– persamaan 1

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah…

        Dengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil
kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 - h1

EP = mgh —— persamaan 2


ENERGI KINETIK

       Energi kinetik adalah bagian integral dari energi. Energi adalah salah satu
tema sentral dalam fisika. Hal ini penting untuk mengetahui apa itu dan bagaimana
dimanfaatkan. Secara sederhana, energi digambarkan sebagai energi gerak. Ini
memiliki aplikasi dalam hampir semua cabang fisika.

        Salah satu aplikasi yang paling penting dari energi kinetik sebagai prinsip
penting fisika berasal dari teorema energi bekerja. Teorema ini berkaitan perubahan
energi dari sebuah objek dengan kekuatan eksternal menyebabkan itu. Ini berarti
bahwa adalah mungkin untuk menentukan bagaimana sebuah objek akan berperilaku
jika kekuatan tertentu diterapkan.

       Sepintas, banyak orang tidak akan menyadari arti penuh dari teorema energi
bekerja. Sebuah contoh akan membantu untuk menjelaskannya lebih lanjut. Ambil
kasus mobil yang bergerak pada kecepatan yang ditentukan. Jika Anda mengetahui
kekuatan istirahat, Anda dapat dengan mudah mengukur jarak kendaraan akan
bergerak sebelum berhenti setelah Anda menerapkan rem.

        Penting untuk dicatat bahwa tidak peduli apa pun jenis gerak terjadi. Apakah
itu berosilasi, translasi atau jenis lain gerak; semua gerak memiliki energi kinetik. Ini
berarti bahwa semua benda bergerak memiliki energi intrinsik yang dapat ditangkap
dan diubah ke jenis berguna lainnya.

       Beberapa faktor menentukan jumlah energi dari sebuah objek. Salah satunya
adalah massa sebenarnya dari objek dan yang lainnya adalah kecepatan yang


                                           9
bergerak. Jika Anda memiliki dua variabel, maka Anda dengan mudah dapat
menghitung jumlah energi yang dimilikinya.

Aplikasi

       Saat ini, energi kinetik memiliki manfaat mla'ikat kepada umat manusia.
Sebagian besar listrik yang digunakan di seluruh dunia berasal dari bendungan
hidroelektrik. Hal ini dimungkinkan karena jumlah besar energi air yang bergerak.
Bendungan yang dibangun untuk meningkatkan massa air dan air terjun yang
diperlukan untuk meningkatkan kecepatan perairan ini.

       Variabel kecepatan seperti dinyatakan di atas, meningkatkan massa air dan air
menyebabkan peningkatan energi kinetik. Melalui serangkaian proses rumit, yang
kemudian diubah menjadi listrik. Peralatan bertenaga Selain itu, ada juga pedal
misalnya mesin cuci, mesin pemotong rumput dan bahkan sekop salju. Ini semua
adalah hal yang menggunakan energi kinetik .

        Siapa yang bisa melupakan senter darurat yang telah Anda mengguncang
terlebih dahulu sebelum pencahayaan? Ini adalah satu lagi penggunaan inovatif
energi. Gerakan bergerak senter atas dan bawah diubah menjadi tenaga listrik yang
kemudian menyala bohlam. Prinsip yang sama digunakan dalam beberapa charger
darurat ponsel. Mereka datang berguna ketika bencana terjadi dan garis-garis
kekuatan utama menurun.

        Ada banyak aplikasi energi kinetik. Dunia tidak akan menjadi tempat yang
luar biasa itu tidak ditemukan. Bahkan saat Anda membaca bagian ini, ada aplikasi
lebih banyak ditemukan di laboratorium penelitian dan pengembangan di seluruh
dunia.

Rumus atau persamaan energi kinetik :
Ek = 1/2.m.v^2

keterangan
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2


ENERGI MEKANIK

       Energi mekanik adalah penjumlahan antara energi kinetik dengan energi
potensial suatu benda.

Atau secara matematisnya

EM=Ep+Ek
EM=m.g.h+ {(1/2)mv^2}
dengan :



                                        10
m=massa benda (kg)
       g=percepatan grafitasi(m/s^2)
       h=ketinggian (m)
       v=kecepatan benda (m/s)

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

        Penjelasan di atas bersifat kualitatif. Sekarang mari kita tinjau Hukum
Kekekalan Energi secara kuantitaif alias ada rumusnya… jangan meringis dunk …
he8….
        Oya, perlu anda ketahui bahwa pada contoh perubahan energi, misalnya energi
listrik berubah menjadi energi panas atau energi nuklir menjadi energi panas,
perubahan bentuk energi tersebut terjadi akibat adanya perubahan antara energi
potensial dan energi kinetik pada skala mikroskopis. Perubahan energi ini terjadi pada
level atom…
        Pada Skala makroskopis, kita juga dapat menjumpai perubahan energi antara
Energi Kinetik dan Energi Potensial, misalnya batu yang dijatuhkan dari ketinggian
tertentu, anak panah dan busur, batu dan ketapel, pegas dan beban yang diikatkan
pada pegas, bandul sederhana, dll.

       Jumlah total Energi Kinetik dan Energi Potensial disebut Energi Mekanik.
Ketika terjadi perubahan energi dari EP menjadi EK atau EK menjadi EP, walaupun
salah satunya berkurang, bentuk energi lainnya bertambah. Misalnya ketika EP
berkurang, besar EK bertambah. Demikian juga ketika EK berkurang, pada saat yang
sama besar EP bertambah. Total energinya tetap sama, yakni Energi Mekanik. Jadi
Energi Mekanik selalu tetap alias kekal selama terjadi perubahan energi antara EP dan
EK. Karenanya kita menyebutnya Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

        Sebelum kita tinjau HKE secara kuantitaif (penurunan persamaan matematis
alias rumus Hukum Kekekalan Energi), terlebih dahulu kita berkenalan dengan gaya-
gaya konservatif dan gaya tak konservatif. Walaupun ini adalah pelajaran tingkat
lanjut, tetapi sebenarnya menjadi dasar yang perlu diketahui agar dirimu bisa lebih
memahami apa dan bagaimana Hukum Kekekalan Energi Mekanik dengan baik…

Gaya-gaya konservatif dan Gaya-gaya Tak Konservatif

       Mari kita berkenalan dengan gaya konservatif dan gaya tak-konservatif.
Setelah mempelajari pembahasan ini, mudah-mudahan dirimu dapat membedakan
gaya konservatif dan gaya tak konservatif. Pemahaman akan gaya konservatif dan tak
konservatif sangat diperlukan karena konsep ini sangat berkaitan dengan Hukum
Kekekalan Energi Mekanik. Langsung aja ya ? tetap semangat……

        Misalnya kita melemparkan sebuah benda tegak lurus ke atas. Setelah
bergerak ke atas mencapai ketinggian maksimum, benda akan jatuh tegak lurus ke
tanah (tangan kita). Ketika dilemparkan ke atas, benda tersebut bergerak dengan
kecepatan tertentu sehingga ia memiliki energi kinetik (EK = ½ mv2). Selama
bergerak di udara, terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial. Semakin
ke atas, kecepatan bola makin kecil, sedangkan jarak benda dari tanah makin besar
sehingga EK benda menjadi kecil dan EP-nya bertambah besar. Ketika mencapai titik
tertinggi, kecepatan benda = 0, sehingga EK juga bernilai nol. EK benda seluruhnya



                                         11
berubah menjadi EP, karena ketika benda mencapai ketinggian maksimum, jarak
vertikal benda bernilai maksimum (EP = mgh). Karena pengaruh gravitasi, benda
tersebut bergerak kembali ke bawah. Sepanjang lintasan terjadi perubahan EP menjadi
EK. Semakin ke bawah, EP semakin berkurang, sedangkan EK semakin bertambah.
EP berkurang karena ketika jatuh, ketinggian alias jarak vertikal makin kecil. EK
bertambah karena ketika bergerak ke bawah, kecepatan benda makin besar akibat
adanya percepatan gravitasi yang bernilai tetap. Kecepatan benda bertambah secara
teratur akibat adanya percepatan gravitasi. Benda kehilangan EK selama bergerak ke
atas, tetapi EK diperoleh kembali ketika bergerak ke bawah. Energi kinetik diartikan
sebagai kemampuan melakukan usaha. Karena Energi kinetik benda tetap maka kita
dapat mengatakan bahwa kemampuan benda untuk melakukan usaha juga bernilai
tetap. Gaya gravitasi yang mempengaruhi gerakan benda, baik ketika benda bergerak
ke atas maupun ketika benda bergerak ke bawah dikatakan bersifat konservatif karena
pengaruh gaya tersebut tidak bergantung pada lintasan yang dilalui benda, tetapi
hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda.

       Ketika berada pada kedudukan awal, benda memiliki Energi Potensial sebesar
EP1 (EP1 = mgh1). Ketika berada pada kedudukan awal, benda memiliki Energi
Potensial sebesar EP2 (EP2 = mgh2). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat (w =
weight = berat — huruf w kecil. Kalo huruf W besar = usaha = work) dari kedudukan
awal (h1) menuju kedudukan akhir (h2) sama dengan selisih EP1 dan EP2. Secara
matematis ditulis :

W = EP1 - EP2 = mgh1 - mgh2

        Misalnya kecepatan benda pada kedudukan awal = v1 dan kecepatan benda
pada kedudukan akhir = v2.. Pada kedudukan awal, benda memiliki Energi Kinetik
sebesar EK1 (EK1 = ½ mv12). Pada kedudukan akhir, benda memiliki Energi Kinetik
sebesar EK2 (EK2 = ½ mv22). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat untuk
menggerakan benda sama dengan perubahan energi kinetik (sesuai dengan prinsip
usaha dan energi yang telah dibahas pada pokok bahasan usaha dan energi-materinya
ada di blog ini). Secara matematis ditulis :

W = EK2 - EK1 = ½ mv22 - ½ mv12
Kedua persamaan ini kita tulis kembali menjadi :

W=W

EP1 - EP2 = EK2 - EK1

mgh1 - mgh2 = ½ mv22 - ½ mv12

mgh1 + ½ mv12 = mgh2 + ½ mv22


Jumlah total Energi Potensial (EP) dan Energi Kinetik (EK) = Energi Mekanik (EM).
Secara matematis kita tulis :

EM = EP + EK
Ketika benda berada pada kedudukan awal (h1), Energi Mekanik benda adalah :



                                         12
EM1 = EP1 + EK1


Ketika benda berada pada kedudukan akhir (h2), Energi Mekanik benda adalah :

EM2 = EP2 + EK2


        Apabila tidak ada gaya tak-konservatif yang bekerja pada benda, maka Energi
Mekanik benda pada posisi awal sama dengan Energi Mekanik benda pada posisi
akhir. Secara matematis kita tulis :

EM1 = EM2

       Jumlah Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan awal = jumlah
Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan akhir. Dengan kata lain, apabila
Energi Kinetik benda bertambah maka Energi Potensial harus berkurang dengan besar
yang sama untuk mengimbanginya. Sebaliknya, jika Energi Kinetik benda berkurang,
maka Energi Potensial harus bertambah dengan besar yang sama. Dengan demikian,
jumlah total EP + EK (= Energi Mekanik) bernilai tetap alias kekal bin konstan ;) Ini
adalah Hukum Kekekalan Energi Mekanik untuk gaya-gaya konservatif.

        Apabila hanya gaya-gaya konservatif yang bekerja, maka jumlah total Energi
Mekanik pada sebuah sistem tidak berkurang atau bertambah. Energi Mekanik
bernilai tetap atau kekal.


ENERGI KIMIA

        Propana, C 3 H 8, gas alam, CH 4, dan fosfor, P 4 O bereaksi dengan oksigen 2,
dan ini melepaskan energi reaksi dalam bentuk panas dan cahaya. Tidak diragukan
lagi, sesuai dengan prinsip konservasi energi, energi yang dibutuhkan untuk
membalikkan reaksi. Dengan demikian, energi yang tersimpan dalam bahan kimia
(senyawa) dan energi yang dilepaskan atau diserap dalam reaksi kimia disebut energi
kimia, yang juga mencakup topik-topik seperti obligasi, potensi energi ionisasi,
afinitas elektron, elektronegatifitas, energi kisi, dll.

Sebagai contoh, pada kondisi standar, pembakaran hidrogen 1,0 mol oksigen dengan
rilis 285,8 kJ energi. Kami mewakili reaksi.

       H 2 (g) + 1 / 2 O 2 -> H 2 O (l), dH = -285,8 kJ / mol

mana dH mewakili panas (atau entalpi ) reaksi, dan nilai negatif berarti bahwa panas
dilepaskan. Biasanya, dH diwakili oleh ∆ H dalam buku teks, tetapi menggunakan
notasi dH adalah pekerjaan jauh lebih sedikit pada dokumen internet.

Untuk reaksi terbalik, 285,8 kJ / mol diperlukan, dan tanda untuk perubahan nilai dH.

       H 2 O (l) -> H 2 (g) + 1 / 2 O 2, dH = 285,8 kJ / mol


                                           13
Sebuah Energi Kimia Tingkat Diagram


                                    H  (g)
                                        2        +   1
                                                         /    2   O   2   ----------
                                         |
                                         |        |
                                  286 kJ |        | -286 kJ
                                         |        |
                                         |        ↓
                                         H          2 O ------------

Kita juga dapat menggunakan diagram tingkat energi untuk menunjukkan isi relatif
energi. Kandungan energi dari H 2 (g) + O 2 adalah 0,5 285,8 kJ mol lebih tinggi dari
air, H 2 O.

Minyak, gas, dan makanan sering disebut energi oleh media berita, tapi lebih tepatnya
mereka adalah sumber dari (kimia) energi - energi yang tersimpan dalam bahan kimia
dengan potensi yang akan dirilis dalam reaksi kimia. Energi yang dilepaskan
melakukan pekerjaan atau menyebabkan perubahan fisik dan kimia.

       Hal ini jelas bahwa jumlah energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia
berhubungan dengan jumlah reaktan. Misalnya, ketika jumlahnya dua kali lipat,
sehingga adalah jumlah energi yang dilepaskan.

       2 H 2 (g) + O 2 -> 2 H 2 O (l), dH = -571,6 kJ / mol

Contoh 1 menunjukkan perhitungan ketika jumlah reaktan hanya sebagian kecil dari
mol.

Contoh 1

       Berapa banyak energi yang rilis ketika balon berisi 0,15 mol hidrogen
       dinyalakan di udara?

       Solusi
       Jumlah dirilis adalah 0,15 mol * 285,8 kJ / mol = 42,9 kJ

       Diskusi
       Pelepasan energi mendadak menyebabkan ledakan.

Reaksi endotermik dan eksotermik

      Sebuah reaksi yang melepaskan energi disebut reaksi eksotermik. Energi
yang dilepaskan dalam bentuk panas, cahaya dan (tekanan-volume) bekerja.
Misalnya, ketika metana atau propana dioksidasi oleh O 2, panas yang dilepaskan
menyebabkan gas untuk memperluas (ledakan dalam beberapa kasus); melepaskan



                                            14
panas & cahaya dan melakukan pekerjaan pada waktu yang sama. Dalam hal ini,
sumber energi yang berasal dari reaksi kimia, bukan dengan mengorbankan energi
internal yang dijelaskan dalam modul sebelumnya.

       Reaksi endotermik menyerap energi, dan dalam semua kasus, energi disuplai
dari sumber lain, dalam bentuk listrik, energi panas atau cahaya.

Tekanan-volume Bekerja di Reaksi Kimia
        Reaksi kimia yang melibatkan gas, dan ketika gas terbentuk, itu menggantikan
gas-gas lain dengan mendorong mereka keluar terhadap tekanan. Bekerja, yang
didefinisikan dalam fisika Newton sebagai kekuatan kali jarak sepanjang arah gaya,
dilakukan dalam seperti tindakan. Karya ini disebut tekanan-volume (PV) bekerja,
yang merupakan bentuk energi dan harus dianalisis dan kuantitas yang termasuk
dalam perhitungan energi kimia.

        Unit SI untuk tekanan adalah N m -2 dan bahwa volume adalah m    3.
                                                                              Tekanan
kali volume memberikan unit dari N m, yang merupakan definisi joule,

       1 Pa * 1 m 3 = 1 N m -2 m
       =1Nm
       =1J
Sejak 1 atm = 101300 Pa, dan 1 L = 0,001 m 3. Jadi,
       1 atm = 101,3 L J.
Pekerjaan PV di bawah tekanan konstan (P) hanya kali tekanan perubahan volume
dV.
       w = - P dV

       Metode ini berlaku untuk reaksi yang menghasilkan gas, yang dilepaskan ke
atmosfer. Ketika pekerjaan dilakukan oleh sistem, kerja adalah negatif, sebagai
formula menunjukkan. Dalam reaksi di mana gas yang dikonsumsi untuk
menghasilkan cairan atau padat, pekerjaan dilakukan pada sistem dengan
lingkungannya. Pekerjaan adalah positif.

      Dalam kasus tekanan bervariasi, pendekatan integral diperlukan untuk
mengevaluasi pekerjaan volume tekanan.

       w = - © d (PV)
       = - © P d V - (integral dari) V d P

        Tanda negatif dipertahankan, karena kerja yang dilakukan oleh sistem adalah
negatif. Namun, integral dari pekerjaan PV tergantung di jalan, dan kami tidak akan
mendapatkan ke dalam diskusi rinci pada tahap ini.

Contoh 2

       Dalam reaksi untuk menghasilkan oksigen,
             KClO 3 (s) = KCl (s) + 3 / 2 O 2 (g),
       menghitung tekanan-volume kerja yang dilakukan oleh 8,2 g KClO 3.


                                             15
Solusi
       Massa molar KClO 3 adalah 123,5 g / mol dan 8,2 g 0,067 mol. Dengan
       demikian, jumlah oksigen yang dihasilkan 0,10 (= 0,067 * 2 / 3) mol.
       Terapkan hukum gas ideal untuk pekerjaan volume tekanan (PV), w telah

               PV = n RT
        w =   -   ∆ PV
          =   -   N ∆ RT
          =   -   0,10 mol * 8,312 (J / (mol K)) * 298 K
          =   -   248 J

       Diskusi
       Kerja yang dilakukan adalah karena pembentukan gas O 2 yang mengembang
       terhadap suasana 1,0 atm atau 101,3 kPa. Perubahan volume padatan tidak
       signifikan dibandingkan dengan gas.

Dalam kasus kedua tekanan dan perubahan volume, dan pekerjaan adalah perbedaan
dari produk tekanan-volume, ∆ PV.

Entalpi

        Entalpi, biasanya diwakili oleh H adalah energi yang dilepaskan dalam reaksi
kimia di bawah tekanan konstan, q H = P. Entalpi adalah properti nyaman untuk
mengevaluasi reaksi yang terjadi pada tekanan konstan. Entalpi berbeda dari energi
internal, E, didefinisikan dalam Energi sebagai masukan energi untuk sistem pada
volume konstan. Energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia menimbulkan energi E,
internal, dan tidak bekerja di bawah tekanan konstan pada biaya energi yang
tersimpan dalam senyawa. Jadi,

       H = q P = E + P dV

       Tentu saja, perubahan entalpi (dH) dari reaksi kimia tergantung pada jumlah
reaktan, suhu, dan tekanan. Dalam kondisi normal, hukum gas ideal dapat diterapkan
untuk memberikan hasil yang pantas.

       Seperti energi internal, entalpi juga fungsi negara termodinamika, tergantung
hanya pada negara-negara awal dan akhir dari sistem, tetapi tidak pada laju reaksi.

Standar Entalpi Reaksi

       Dalam rangka untuk membuat data yang berguna untuk aplikasi ilmiah dan
rekayasa, ada perjanjian umum untuk melaporkan dan tabulasi perubahan entalpi
untuk reaksi mol pada suhu dan tekanan standar. Kuantitas semacam ini disebut
entalpi standar reaksi.

        Dalam buku pegangan dan buku teks, perubahan entalpi standar diwakili oleh
  H o. Untuk mempermudah, kita menggunakan dH o untuk mewakili perubahan
entalpi standar dalam diskusi kita untuk menghindari (sangat) lambat loading delta ke
komputer Anda.



                                         16
Contoh 3

       Entalpi standar untuk pembakaran metana adalah 890,4 kJ per mol,
              CH 4 (g) + 2 O 2 (g) -> CO 2 (g) + 2 H 2 O (g), o = -890,4 dH kJ / mol
       menghitung perubahan entalpi standar ketika 1,0 meter kubik gas alam dibakar
       mengkonversi ke produk gas.


       Solusi
       Ketika 1,0 mol atau 22,4 L CH 4, pada 273K dan 1 atm, teroksidasi benar,
       perubahan entalpi standar 890,4 kJ. Satu meter kubik adalah 1000 L (/ 22,4 =
       44,6 mol). Jadi, entalpi standar perubahan,

              dH = 44,6 mol * 890,4 kJ / mol = 39712 kJ atau 39 juta joule.

       Suatu masalah dapat dibuat dengan menggunakan salah satu dari entalpi reaksi
standar berikut. Ini adalah diberikan di sini untuk menggambarkan jenis reaksi dan
representasi entalpi reaksi.

       2 H (g) -> H 2 (g) = -436 o dH kJ / mol
       2 O (g) -> O 2 (g) = -498 o dH kJ / mol
       H 2 O (l) -> H 2 O (g) dH o = 44 kJ / mol pada 298 K
       H 2 O (l) -> H 2 O (g) dH = 41 kJ / mol pada 373 K, kondisi non-standar
       Mg (s) + S (s) -> MGS (s) = -598 o dH kJ / mol
       2 H (g) + O (g) -> H 2 O (g) = -847 o dH kJ / mol
       Cu (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> CuO (s) = -157 o dH kJ / mol
       1
         / 2 N 2 (g) + O 2 (g) -> NO 2 (g) dH o = 34 kJ / mol
       Mg (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> MgO (s) = -602 o dH kJ / mol
       2 P (s) + 3 Cl 2 (g) -> 2 PCL 3 (s) = -640 o dH kJ / mol
       2 P (s) + 5 Cl 2 (g) -> 2 PCL 5 (s) = -880 o dH kJ / mol
       C (grafit) + 2 O (g) -> CO 2 (g) = -643 o dH kJ / mol
       C (grafit) + O 2 (g) -> CO 2 (g) = -394 o dH kJ / mol
       C (grafit) + 2 H 2 (g) -> CH 4 (g) = -75 o dH kJ / mol
       2 Al (s) + Fe 2 O 3 (s) -> Al 2 O 3 (s) + 2Fe (s) = -850 o dH kJ / mol

        Sebagaimana akan kita lihat, penerapan Hukum Hess akan membuat data-data
ini sangat berguna. Sebagai contoh, menerapkan hukum Hess menggunakan beberapa
reaksi ini memungkinkan kita untuk menghitung panas pembakaran metana untuk
membentuk air cair (sebagai lawan dari air gas) dan karbon dioksida,

       CH 4 + 2 O 2 -> 2 H 2 O (l) + CO 2 (g) = -980 kJ dH / mol.

         Entalpi merupakan topik penting dalam termodinamika. Berbagai metode
telah dirancang untuk pengukuran akurat dari panas reaksi di bawah tekanan konstan
atau di bawah volume konstan. Link ini memberikan perawatan yang lebih maju pada
entalpi.




                                         17
Entalpi Pembentukan Standar, dH f
                                                                 Tabel dH o f
                                                                 Senyawa dH o f
                                                                 MGS      -598 KJ / mol
                                                                 CuO      -157
                                                                 PCL 3    -320
                                                                 Pcl 5    -440
                                                                 H2O      -286
                                                                 NO 2     + 34
                                                                 MgO      -602
                                                                 CO 2     -394
                                                                 CH 4     -75

      Ketika entalpi standar untuk reaksi yang membentuk senyawa dari unsur-
unsur dasar juga pada keadaan standar, entalpi standar reaksi disebut entalpi
pembentukan standar, diwakili oleh dH o f. Kecuali ditentukan, suhu 298 K.

      Dalam daftar di atas, beberapa persamaan mengarah pada pembentukan
senyawa dari unsur-unsurnya pada keadaan standar mereka. Persamaan dan entalpi
pembentukan mereka diberikan di bawah ini:




       Mg (s) + S (s) -> MGS (s) dH o f = -598 kJ / mol
       P (s) + 3 / 2 Cl 2 (g) -> PCL 3 (g) dH o f = -320 kJ / mol
       P (s) + 5 / 2 Cl 2 (g) -> PCL 5 (g) dH o f = - 440 kJ / mol
       H 2 (g) + 1 / 2 O 2 (g) -> H 2 O (g) dH o f = -286 kJ / mol
       1
         / 2 N 2 (g) + O 2 (g) -> NO 2 (g) dH o f = + 34 kJ / mol
       Cu (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> CuO (s) dH o f = -157 kJ / mol
       Mg (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> MgO (s) dH o f = -602 kJ / mol
       C (grafit) + O 2 (g) -> CO 2 (g) dH o f = -394 kJ / mol
       C (grafit) + 4 H 2 (g) -> CH 4 (g) dH o f = -75 kJ / mol

        Dalam semua persamaan reaksi di atas, sisi kanan hanya memiliki satu produk
dan bahwa koefisien adalah 1. Sebuah aturan umum adalah mempertimbangkan
entalpi pembentukan standar dari semua elemen pada kondisi standar menjadi nol.
Lalu, ada tidak perlu menulis persamaan lengkap untuk tabulasi entalpi pembentukan
standar. Daftar di atas dapat disederhanakan untuk memberikan tabel ditampilkan di
sini.

Sebuah aplikasi sederhana dari entalpi pembentukan standar diilustrasikan dengan
Contoh 4.

Contoh 4

       Untuk NH 3, dH f = -46,1 kJ / mol. Perkiraan energi yang dilepaskan ketika 10
       g N 2 bereaksi dengan kelebihan H 2 untuk membentuk amonia.



                                            18
Solusi
       Sepuluh gram nitrogen kurang dari 1 mol, dan kami melakukan perhitungan
       dengan cara berikut:

                    1 mol N 2-46,1 kJ
          10 g N   2 ---------- ---------- = - 32,9 kJ
                    28,1 g N 2 0,5 mol N 2
       Jadi, 32,9 kJ dilepaskan ketika 10 g N 2 dikonsumsi.

        Entalpi pembentukan standar dan entropi standar penting data termodinamika ,
dan link ini memberikan tabel ekstensif nilai-nilai untuk beberapa senyawa kunci.

       Prinsip konservasi energi mengarah pada perumusan hukum Hess . Aplikasi
itu membuat entalpi reaksi dan entalpi pembentukan standar sangat berguna.


ENERGI KALOR

A. Energi Panas
      Energi dari suatu benda adalah ukuran dari kesanggupan suatu benda untuk
melakukan suatu usaha. Satuan energi adalah joule.

        1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,2 joule (4,18)

       Energi merupakan sesuatu yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan tetapi
dapat dirasakan adanya. Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat
dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi yang dapat dilihat
dengan persamaan berikut :

   Kalor yang dilepas = kalor yang diserap
              QL = QS

       Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi
energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk
menjadi energi cahaya atau panas. Dalam ilmu fisika energi terbagi dalam berbagai
macam jenisnya, namun disini kita akan membahas mengenai energy kalor/ energy
panas.

       Panas atau kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda
yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor
berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor
merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan
oleh suatu benda. Kalor berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu
lebih rendah. Misalnya pada air sumur mengalami kenaikan suhu dan air panas
mengalami penurunan suhu. Hal ini menunjukan terjadi perpindahan energi dan benda
yang mempunyai suhu tinggi (panas) ke benda yang bersuhu lebih rendah, energi
yang berpindah pada peristiwa di atas adalah kalor.




                                         19
Jadi kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi
ke benda yang suhunya rendah ketika kedua benda bersentuhan. Selanjutnya, apabila
kita menuangkan air panas dalam es batu maka kalor akan mengalir dari air panas
menuju es. Selanjutnya suhu es akan meningkat dan melebur berubah wujud menjadi
air sampai suhunya setimbang.

       Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia
perancis yang bernama Antonnie energy lavoiser (1743 – 1794). Kalor memiliki
satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang
dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.
Teori Kalor Dasar dapat dituliskan sebagai berikut :

1. Kalor yang diterima sama dengan (=) kalor yang dilepas
   Ini merupakan bunyi dari asas Black. Penemu asas Black adalah Joseph Black
   (1720 – 1799) dari Inggris.
2. Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan
    Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 – 1814) dari Amerika Serikat.
3. Kalor adalah salah satu bentuk energy
   Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 – 1878)
4. Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energy disebut kalor mekanik.
    Digagas oleh James Prescott (1818 – 1889)

        Dari pengertian energy dan kalor di atas, maka energy kalor dapat
didefinisikan sebagai energy yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel
dalam suatu zat. contoh : apabila kedua tanganmu digosok-gosokkan selama beberapa
detik maka tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak
tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas.
Umumnya energy kalor dihasilkan dari gesekan. Energi kalor menyebabkan
perubahan suhu dan perubahan wujud. Sumber energi panas yang sangat besar berasal
dari matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia
dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun
merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak,
dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan
usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.


B. Pengaruh Kalor Terhadap Benda

       Besarnya kalor yang diterima atau dilepaskan oleh sebuah benda bergantung
pada beberapa factor. Antara lain massa benda, jenis benda, dan perubahan suhu pada
benda tersebut. Hubungan kalor dengan ketiga factor tersebut adalah :

1. Kalor yang diperlukan sebanding dengan massa benda.
   Semakin besar massa benda semakin besar kalor yang diperlukan.
2. Kalor yang diperlukan sebanding dengan kalor jenis benda.
   Untuk jenis benda yang berbeda tetapi massanya sama, kalor yang diperlukan
   untuk menaikkan suhu yang sama ternyata besarnya berbeda bergantung pada
   jenis bendanya.
3. Kalor yang diberikan sebanding dengan kenaikan suhu benda.



                                         20
Untuk jenis dan massa benda yang sama, jumlah kalor yang diberikan besarnya
   mempengaruhi kenaikan suhu benda. Makin banyak kalor yang diberikan kepada
   benda, semakin besar kenaikan suhu benda.

       Jadi, banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda
bergantung pada massa benda(m), kalor jenis benda ( c ), dan perubahan suhu ( T).
dapat dirumuskan :

       Q= m. c. ΔT
Keterangan:
Q = kalor yang diperlukan, satuannya Joule (J)
m = massa benda, satuannya Kg
C = kalor jenis benda, satuannya J/Kg°C atau J/KgK
Δt = perubahan suhu, satuannya °C atau K

      Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu
1Kg benda sebesar 1°C atau 1K. Sedangkan kapasitas kalor suatu benda adalah
kemampuan suatu benda untuk menerima atau menurunkan suhu benda sebesar 1̊C
dan dapat dirumuskan :

       C=     Q               atau                 C = m.c
       ΔT

Keterangan:   C = kapasitas kalor daam satuan J/K atau J/0C
              c = kalor jenis, dalam satuan J/kg K atau J/Kg 0C
              m = massa benda, dalam satu kg.

C. Perubahan Wujud Zat
       Kalor yang diserap atau dilepaskan suatu zat tidak hanya menyebabkan
perubahan suhu zat itu. Ternyata, kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu zat
dapat menyebabkan perubahan wujud zat dari satu wujud menjadi wujud yang lain.
Perubahan wujud tersebut dapat ditunjukkan dalam diagram di bawah:

                            Menyublim
                  Mencair                       menguap
    PADAT                            CAIR                         GAS
                  Membeku                       mengembun


                            Menyublim
1. Menguap dan mengembun
2.
          Pada saat menguap, zat memerlukan sejumlah kalor. Akan tetapi, proses
   penguapan tidak selalu melalui pemanasan.
          Factor yang dapat mempercepat proses penguapan adalah : pemanasan,
   tiupan udara di atas permukaan, memperluas permukaan, mengurangi tekanan di
   permukaan.

3. Mendidih



                                        21
Mendidih terjadi pada saat keseluruhan zat cair menguap dan pada suhu
   tertentu saja. Suhu zat cair mendidih pada tekanan 1 atm disebut titik didih yaitu
   titik dimana terjadi kesetimbangan fase cair dan uap. Pada saat mendidih suhu zat
   cair tetap meskipun terus diberikan kalor.
            Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1Kg zat cair pada
   titik didihnya disebut kalor uap (U) satuannya adalah J/Kg. untuk menguapkan
   sejumlah zat pada titik didihnya diperlukan kalor sebesar Q=m.U
            Titik didih zat cairdipengaruhi oleh tekanan udara di atas permukaan zat
   cair. Makin kecil tekanan udara di atas zat cair, makin rendah titik didih zat cair.
   Titik didh normal air pada tekanan 76cmHg adalah 100 ̊C. bila tekanan tersebut
   dikurangi maka air akan mendidih pada suhu dibawah 100 ̊C. titik didih akan
   mengalami pengurangan 1 ̊C setiap kenaikan 300m dari permukaan air laut. Titik
   didih di daerah pegunungan atau dataran tinggi kurang dari 100̊C disebabkan
   tekanan udara yang semakin renggang atau kecil.
          Kalor uap suatu zat adalah banyaknya kalor per satuan massa yang harus
   diberikan pada suatu zat pada titik didihnya agar menjadi gas seluruhnya.

4. Melebur dan membeku

           Banyaknya kalor per satuan massa yang dilepaskan oleh zat cair supaya
   menjadi zat padat seluruhnya disebut kalor beku. Pada suhu 0̊C Kalor yang
   diperlukan atau dilepaskan untuk melebur atau membeku bergantung pada jenis
   zat dan dapat dirumuskan dengan :
    Q = m.L , dengan L= kalor lebur, satuannya J/Kg
            Tekanan 1atm disebut dengan titik beku air, yaitu titik dimana terjadi
   kesetimbangan fase cair dan padat, perubahan dari fase cair menjadi fase padat.


         Dibawah ditunjukan daftar Kalor Lebur, Titik Lebur, Kalor Uap dan Titik
                                didih berbagai Zat
          ZAT         Kalor Lebur      Titik Lebur      Kalor Uap        Titik Didih
NO.                      (J/Kg)                           (J/Kg)
                                           ( ̊C)                             (̊C)
   1.
           Air            336.000              0            2,27x 106             100
   2. Alkohol             69.000               -97           1,1x106              65

   3. Raksa               120.000              -39           2,98x105             357

   4. Alumunium           403.000             660            1,05x107            2.450

   5. Tembaga             206.000             1.083          7,35x106            2.300


        Konsep perubahan wujud zat dapat dicontohkan (1kg es) dipanaskan secara
tetap sebesar 100 kkal/menit dapat ditunjukan dalam grafik dibawah ini :

        200-


                                         22
150-

       100-                    air mendidih                           uap

         50-            air

          0-        es melebur

       -50     es         ɪ1     ɪ2     ɪ3         ɪ4   ɪ5     ɪ6     ɪ7    ɪ8

                                      Waktu dalam menit

       Grafik diatas menunjukan grafik 1kg es yang dipanaskan secara tetap sebesar
100kkal/menit. Pada awalnya suhu es adalah -50 ̊ C. sedangkan kalor jenis es adalah
0,5kkal kg ̊C.

       Untuk menaikan suhu es dari -50 ̊C menjadi 0 ̊C diperlukan kalor yang dapat
dihitung dengan rumus
        Q1= m.c .     t , dengan c kalor jenis es (0,5 kkal/kg ̊C).

       Pada suhu 0 ̊C es mulai melebur menjadi air. Selama proses peleburan suhu
tidak berubah, karena kalor diperlukan untuk meleburkan es dengan suhu 0 ̊C menjadi
air seluruhnya dengan suhu yang sama. Setelah es melebur seluruhnya dan terus
dipanaskan maka air akan meningkat suhunya mencapai 100 ̊C dan peningkatan suhu
baru terhenti. Apabila dipanaskan terus air akan mendidih pada suhu 100 ̊C dan
selama mendidih suhu air tetap dan terjadilah penguapan air. Unutk jumlah kalor yang
diperlukan secara keseluruhan dapat dihitung dengan
       Q2 = m. Lf (kalor lebur es adalah 80kkal/kg)
       kalor yang diperlukan untuk meningkatlkan suhu 1 kg air pada 0 ̊C menjadi 1
kgair pada suhu 100 ̊C adalah
       Q3 = m.c.Δt
       Untuk mengubah wujud 1 kg air pada suhu 100 ̊C menjadi uap seluruhnya
diperlukan kalor
       Q4 = m. kalor uap air
       Q4 = m. Lv (kalor uap air 540kkal/kg)
Sehingga kalor total yang digunakan adalah :
Qtotal = Q1+Q2+Q3+Q4

ENERGI LISTRIK

         Energi listrik umumnya tidak disebut sebagai energi listrik untuk orang awam,
dan yang paling umum dikenal sebagai listrik. energi listrik adalah bentuk ilmiah
listrik, dan mengacu pada aliran listrik atau aliran biaya sepanjang konduktor untuk
menciptakan energi. energi listrik yang dikenal sebagai sumber sekunder energi, yang


                                              23
berarti bahwa kita mendapatkan energi listrik melalui konversi bentuk energi lainnya.
Bentuk-bentuk energi lainnya dikenal sebagai sumber utama energi dan dapat
digunakan dari batubara, energi nuklir , gas alam, atau minyak. Sumber utama dari
mana kita menciptakan energi listrik dapat berupa non-terbarukan bentuk bentuk
energi atau energi terbarukan. Energi listrik namun bukan non-terbarukan atau
terbarukan.

       Energi listrik merupakan bagian standar dari alam, dan hari ini adalah bentuk
yang paling banyak digunakan energi. Banyak kota dan kota-kota dikembangkan
samping air terjun yang dikenal sebagai sumber utama energi mekanik. Roda akan
dibangun di air terjun dan jatuh akan memutar roda dalam rangka untuk menciptakan
energi yang memicu kota-kota dan kota. Sebelum ini jenis pembangkit energi listrik
dikembangkan, rumah-rumah akan diterangi dengan lilin dan lampu minyak tanah,
dan akan dihangatkan dengan batubara atau kayu pembakaran kompor.

       Benjamin Franklin dan cerita terkenal dari layang-layang pada malam badai
adalah yang pertama untuk menemukan prinsip-prinsip awal energi listrik. Thomas
Edison datang untuk menyempurnakan prinsip-prinsip ini dengan penemuan bola
lampu. Setelah ini, Nikola Tesla mengembangkan gagasan energi listrik AC, yang
disebut sebagai energi listrik bolak saat ini. Dengan AC energi, energi listrik dapat
dikirim melalui jarak jauh lebih besar. Dengan penemuan ini, energi listrik kemudian
dapat digunakan untuk rumah cahaya dan mesin kekuasaan yang akan lebih efektif
pada pemanasan rumah juga.

         Penting untuk memahami bahwa energi listrik bukanlah jenis energi dalam
dan dari dirinya sendiri, tetapi lebih merupakan bentuk mentransfer energi dari satu
objek atau elemen yang lain. Energi yang ditransfer adalah energi listrik. Agar energi
listrik untuk mentransfer sama sekali, ia harus memiliki konduktor atau sirkuit yang
akan mengaktifkan transfer energi. Ini adalah apa yang Benjamin Franklin ditemukan
saat energi listrik dari petir dipindahkan ke layang-layang, layang-layang dengan
bertindak sebagai konduktor nya atau sirkuit. energi listrik akan terjadi ketika muatan
listrik yang bergerak atau mengubah posisi dari satu elemen atau objek yang lain.
Ketika energi listrik yang dipindahkan, sering disimpan dalam apa yang kita ketahui
hari ini sebagai baterai atau sel energi.

Energi Bunyi

       Salah satu bentuk energi lain adalah bunyi. Bunyi dihasilkan oleh benda yang
bergetar.Semua benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contoh
sumber bunyiadalah drum, gitar, seruling, dan lain-lain.

       Bunyi dapat merambat melalui benda padat, cair, dan gas. Bunyi dapat
didengar apabilaada media perantara, ada sumber bunyi, dan ada pendengar bunyi.

       Tidak semua sumber bunyi dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi yang
dapatdidengar oleh telinga manusia memiliki rentang frekuensi 20 ± 20.000 Hz.
Frekuensi tersebutdinamakan frekuensi audiosonik . Frekuensi yang tidak dapat
didengar manusia berada di bawah 20 Hz yang disebut frekuensiinfrasonik dan
frekuensi di atas 20.000 Hz yang disebut frekuensiultrasonik . Frekuensi infrasonik



                                          24
dapat didengar oleh hewan, seperti jangkrik dangajah, sedangkan frekuensi ultrasonik
dapat didengar oleh hewan seperti lumba-lumba dankelelawar.

        Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh simpangan getaran. Simpangan terjauh
darikedudukan setimbang disebut amplitudo. Makin besar amplitudo, makin keras
suara yangdihasilkan. Tingkat kekerasan bunyi disebut juga intensitas bunyi. Satuan
kekerasan bunyiadalah desibel.Benda yang dapat menyerap bunyi disebut peredam
bunyi, misalnya karet, busa, karpet,kertas, kain, wol, dan spon.Ada beberapa bunyi
pantul yang kita ketahui, di antaranya .

1.Gaung

        adalah bunyi pantul yang terdengar bersamaan dengan bunyi asli, sehingga
suara yang terdengar tidak jelas. Hal ini jika dinding pemantul berada pada jarak yang
lebih jauh dari sumber bunyi. Contohnya ketika kita berteriak dalam gedung yang
besar.
2.Gema

         adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli lenyap. Gema dapat
terjadi jika dinding pantul jaraknya cukup jauh dari sumber bunyi. Misalnya jika kita
berteriak di tebing, lembah, gua, ataupun bukit yang jaraknya cukup jauh. Gemadapat
dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut.

       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 yangsunyi pun kamu masih dapat mendengar suara jengkerik dan detakan
jarum jam dinding.

Sumber Bunyi

        Apa sebenarnya bunyi itu? Dari manakah asal bunyi? Bagaimanakah proses
terjadinya bunyi? Pada dasarnya, benda dapat mengeluarkan bunyi karena
bergetar.Benda atau alat yang dapat menimbulkan bunyi disebut sumber bunyi.
Misalnya, gongyang dipukul dan gitar yang dipetik.Bunyi ada yang enak didengar dan
ada yang tidak enak didengar atau bahkan dapatmerusak. Suara musik atau penyanyi
yang merdu tentu enak didengarkan. Namun, suaramesin pabrik, petir yang
menggelegar, dan suara pesawat terbang tentu sangatmengganggu.Pada bab satu
kamu telah belajar indra pendengar berupa telinga. Tuhan memberialat pendengaran
yang sempurna. Namun, di balik kesempurnaan tersebut adaketerbatasan/dan di balik
keterbatasan tersimpan kenikmatan. Tidak semua bunyi dapatkamu dengar. Andai
kamu dapat mendengar semua bunyi, tentu tidak akan pemah bisatidur.Telinga
manusia normal hanya dapat menangkap bunyi yang memiliki frekuensiantara 20 Hz
sampai 20.000 Hz. Bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz - 20.000 Hzdisebut
audiosonik . Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebutinfrasonik ,sedangkan
bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz disebutultrasonik .

2.Perambatan Bunyi




                                         25
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
yangsedang merayap di dinding. Tahukah kamu mengapa bunyi tersebut bisa sampai
ketelinga 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 kamumenyelam di kolam renang, kamu dapat mendengar langkah temanmu yang
juga beradadi kolam. Hal ini menunjukkan bunyi. dapat merambat melalui zat cair
(air). Perambatan bunyi melalui zat padat ditunjukkan bila telingamu ditempelkan
pada pagar besi, lalutemanmu mengetuk ujung pagar yang lain secara perlahan, maka
dapat kamu dengar suara tersebut.


ENERGI NUKLIR

         Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan melalui penggunaan Uranium,
logam alami yang ditambang di seluruh dunia. Energi nuklir adalah diciptakan
melalui proses kompleks dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, dan pembangkit
listrik nuklir pertama didirikan pada tahun 1956 di Cumbria, Inggris. Hari ini, operasi
militer dan pembuluh menggunakan pembangkit listrik tenaga nuklir dan energi nuklir
untuk sumber energi, dan energi nuklir digunakan dalam kemampuan lainnya seperti
bahwa ia menyediakan 16% dari kebutuhan energi bumi.

        Energi nuklir adalah dibuat melalui reaksi kimia yang melibatkan pemisahan
atau penggabungan inti atom bersama-sama. Proses pemisahan inti atom disebut fisi,
dan proses penggabungan inti atom jika disebut penggabungan. Mengubah massa
nuklir ke bentuk energi yang dikenal melalui persamaan kimia populer E, = mc2 di
mana E adalah dikenal sebagai jumlah energi yang dilepaskan, m adalah dikenal
sebagai massa inti, dan c adalah nilai dari kecepatan cahaya. Kekuatan dari energi
nuklir pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh Henri Becquerel, seorang
fisikawan Perancis yang melihat bahwa beberapa pelat fotografi yang telah disimpan
dekat uranium berubah gelap, atau hitam, seperti X-Ray piring itu. Jadi, Uranium
dipandang sebagai sumber daya untuk energi nuklir.

        Energi nuklir adalah dibuat dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, di mana
batang uranium bahan bakar yang digunakan untuk menciptakan energi atau panas.
Proses melalui fisi, di mana neutron dalam menghancurkan Uranium ke dalam inti
atom Uranium. Inti Uranium kemudian akan terbelah dua dan melepaskan energi yang
datang dalam bentuk panas. Pada titik ini, karbon dioksida dalam bentuk gas akan
dipompa ke dalam reaktor dengan Uranium, mengeluarkan panas dari sistem. Gas
ternyata sangat panas, dan panas ini digunakan untuk memanaskan air menjadi uap.
Uap diciptakan dari proses ini akan menggerakkan turbin yang pada gilirannya drive
generator yang menghasilkan energi nuklir.

       Reaktor tenaga nuklir yang menciptakan semua reaksi dikendalikan melalui
batang boron, yang dikenal sebagai batang kendali. Boron batang ini menyerap


                                          26
neutron. Batang akan diturunkan ke dalam reaktor untuk menyerap neutron dan
memperlambat proses fisi. Dalam rangka untuk menghasilkan tenaga lebih, batang
dibangkitkan lagi sehingga bahkan lebih dapat neutron menabrak atom-atom
Uranium.

       Menciptakan energi nuklir adalah sebuah proses kimia kompleks yang bisa
sangat berbahaya. Namun hal ini memiliki banyak keuntungan. Energi nuklir adalah
untuk menciptakan lebih terjangkau dibandingkan energi batu bara , dan tidak
menggunakan bahan bakar sebanyak dalam proses. Hal ini juga menghasilkan limbah
kurang, dan tidak menghasilkan karbon dioksida atau asap. Manfaat ini berarti bahwa
energi nuklir lebih menguntungkan daripada energi batubara, sebagai produksi energi
nuklir tidak memberikan kontribusi terhadap bahaya lingkungan atau efek rumah
kaca.




ENERGI RADIASI

        Dalam fisika, radiasi mendeskripsikan setiap proses di mana energi bergerak
melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam
sering menghubungkan kata radiasi ionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada
senjata nuklir, reaktor nuklir, dan zat radioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada
radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, cahaya inframerah, cahaya tampak,
sinar ultra violet, dan X-ray), radiasi akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas.
Apa yang membuat radiasi adalah bahwa energi memancarkan (yaitu, bergerak ke
luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber. geometri ini secara alami
mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku untuk semua jenis
radiasi. Beberapa radiasi dapat berbahaya.

RADIASI IONISASI

        Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi
partikel. Secara umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari
cangkang atom elektron, yang akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering
mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat menyebabkan mutasi dan kanker.

Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radioaktif peluruhan radioaktif dan sampah.

       Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford, Alfa, Beta, dan
sinar gamma. radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana, Rutherford
menggunakan sumber radioaktif dan menemukan bahwa sinar menghasilkan
memukul tiga daerah yang berbeda. Salah satu dari mereka menjadi positif, salah satu
dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari mereka yang negatif. Dengan data ini,
Rutherford menyimpulkan radiasi yang terdiri dari tiga sinar. Beliau memberi nama
yang diambil dari tiga huruf pertama dari abjad Yunani yaitu alfa, beta, dan gamma.

•   Radiasi alpha (α)




                                           27
Peluruhan Alpha adalah jenis peluruhan radioaktif di mana inti atom
memancarkan partikel alpha, dan dengan demikian mengubah (atau 'meluruh')
menjadi atom dengan nomor massa 4 kurang dan nomor atom 2 kurang.

        Namun, karena massa partikel yang tinggi sehingga memiliki sedikit energi
dan jarak yang rendah, partikel alfa dapat dihentikan dengan selembar kertas (atau
kulit).

•   Radiasi beta (β)

        peluruhan beta adalah jenis peluruhan radioaktif di mana partikel beta
(elektron atau positron) dipancarkan.

        Radiasi beta-minus (β⁻)terdiri dari sebuah elektron yang penuh energi. radiasi
ini kurang terionisasi daripada alfa, tetapi lebih daripada sinar gamma. Elektron
seringkali dapat dihentikan dengan beberapa sentimeter logam. radiasi ini terjadi
ketika peluruhan neutron menjadi proton dalam nukleus, melepaskan partikel beta dan
sebuah antineutrino.

       Radiasi beta plus (β+) adalah emisi positron. Jadi, tidak seperti β⁻, peluruhan
β+ tidak dapat terjadi dalam isolasi, karena memerlukan energi, massa neutron lebih
besar daripada massa proton. peluruhan β+ hanya dapat terjadi di dalam nukleus
ketika nilai energi yang mengikat dari nukleus induk lebih kecil dari nukleus.
Perbedaan antara energi ini masuk ke dalam reaksi konversi proton menjadi neutron,
positron dan antineutrino, dan ke energi kinetik dari partikel-partikel

•   Radia

•   si gamma (γ)

        Radiasi gamma atau sinar gamma adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi
elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik
lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Radiasi gamma terdiri dari foton
dengan frekuensi lebih besar dari 1019 Hz. Radiasi gamma bukan elektron atau
neutron sehingga tidak dapat dihentikan hanya dengan kertas atau udara, penyerapan
sinar gamma lebih efektif pada materi dengan nomor atom dan kepadatan yang tinggi.
Bila sinar gamma bergerak melewati sebuah materi maka penyerapan radiasi gamma
proporsional sesuai dengan ketebalan permukaan materi tersebut.

Radiasi non-ionisasi

        Radiasi non-ionisasi, sebaliknya, mengacu pada jenis radiasi yang tidak
membawa energi yang cukup per foton untuk mengionisasi atom atau molekul. Ini
terutama mengacu pada bentuk energi yang lebih rendah dari radiasi elektromagnetik
(yaitu, gelombang radio, gelombang mikro, radiasi terahertz, cahaya inframerah, dan
cahaya yang tampak). Dampak dari bentuk radiasi pada jaringan hidup hanya baru-
baru ini telah dipelajari. Alih-alih membentuk ion berenergi ketika melewati materi,
radiasi elektromagnetik memiliki energi yang cukup hanya untuk mengubah rotasi,



                                         28
getaran atau elektronik konfigurasi valensi molekul dan atom. Namun demikian, efek
biologis yang berbeda diamati untuk berbagai jenis radiasi non-ionisasi

•   Radiasi Neutron

        Radiasi Neutron adalah jenis radiasi non-ion yang terdiri dari neutron bebas.
Neutron ini bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi fisi nuklir, proses
fusi nuklir, atau dari reaksi nuklir lainnya. Ia tidak mengionisasi atom dengan cara
yang sama bahwa partikel bermuatan seperti proton dan elektron tidak (menarik
elektron), karena neutron tidak memiliki muatan. Namun, neutron mudah bereaksi
dengan inti atom dari berbagai elemen, membuat isotop yang tidak stabil dan karena
itu mendorong radioaktivitas dalam materi yang sebelumnya non-radioaktif. Proses
ini dikenal sebagai aktivasi neutron.




•   Radiasi elektromagnetik

        Radiasi elektromagnetik mengambil bentuk gelombang yang menyebar dalam
udara kosong atau dalam materi. Radiasi EM memiliki komponen medan listrik dan
magnetik yang berosilasi pada fase saling tegak lurus dan ke arah propagasi energi.
Radiasi elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam jenis menurut frekuensi
gelombang, jenis ini termasuk (dalam rangka peningkatan frekuensi): gelombang
radio, gelombang mikro, radiasi terahertz, radiasi inframerah, cahaya yang terlihat,
radiasi ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma. Dari jumlah tersebut, gelombang radio
memiliki panjang gelombang terpanjang dan sinar gamma memiliki terpendek.
Sebuah jendela kecil frekuensi, yang disebut spektrum yang dapat dilihat atau cahaya,
yang dilihat dengan mata berbagai organisme, dengan variasi batas spektrum sempit
ini. EM radiasi membawa energi dan momentum, yang dapat disampaikan ketika
berinteraksi dengan materi.

•   Cahaya

       Cahaya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang terlihat
oleh mata manusia (sekitar 400-700 nm), atau sampai 380-750 nm. Lebih luas lagi,
fisikawan menganggap cahaya sebagai radiasi elektromagnetik dari semua panjang
gelombang, baik yang terlihat maupun tidak.

•   Radiasi termal

        Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi
panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. radiasi infra merah dari radiator
rumah tangga biasa atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti panas
dan cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal
dihasilkan ketika panas dari pergerakan partikel bermuatan dalam atom diubah
menjadi radiasi elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari radiasi
termal adalah distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda
hitam asli yang diberikan oleh hukum radiasi Planck. hukum Wien memberikan


                                         29
frekuensi paling mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan hukum Stefan-
Boltzmann memberikan intensitas panas.

Penggunaan

•   Dalam kedokteran

        Radiasi dan zat radioaktif digunakan untuk diagnosis, pengobatan, dan
penelitian. sinar X, misalnya, melalui otot dan jaringan lunak lainnya tapi dihentikan
oleh bahan padat. Properti sinar X ini memungkinkan dokter untuk menemukan
tulang rusak dan untuk menemukan kanker yang mungkin tumbuh dalam tubuh.
Dokter juga menemukan penyakit tertentu dengan menyuntikkan zat radioaktif dan
pemantauan radiasi yang dilepaskan sebagai bergerak melalui substansi tubuh.

•   Dalam Komunikasi

        Semua sistem komunikasi modern menggunakan bentuk radiasi
elektromagnetik. Variasi intensitas radiasi berupa perubahan suara, gambar, atau
informasi lain yang sedang dikirim. Misalnya, suara manusia dapat dikirim sebagai
gelombang radio atau gelombang mikro dengan membuat gelombang bervariasi
sesuai variasi suara.

•   Dalam iptek

       Para peneliti menggunakan atom radioaktif untuk menentukan umur bahan
yang dulu bagian dari organisme hidup. Usia bahan tersebut dapat diperkirakan
dengan mengukur jumlah karbon radioaktif mengandung dalam proses yang disebut
penanggalan radiokarbon. Kalangan ilmuwan menggunakan atom radioaktif sebagai
atom pelacak untuk mengidentifikasi jalur yang dilalui oleh polutan di lingkungan.

       Radiasi digunakan untuk menentukan komposisi bahan dalam proses yang
disebut analisis aktivasi neutron. Dalam proses ini, para ilmuwan membombardir
contoh zat dengan partikel yang disebut neutron. Beberapa atom dalam sampel
menyerap neutron dan menjadi radioaktif. Para ilmuwan dapat mengidentifikasi
elemen-elemen dalam sampel dengan mempelajari radiasi yang dilepaskan.


ENERGI SURYA

       Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi,
dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendukung bagi
kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan
dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan, akses ke
energi yang andal dan terjangkau merupakan pra-syarat utama untuk meningkatkan
standar hidup masyarakat.

       Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut,
dikembangkan berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. Potensi
energi terbarukan, seperti: biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi



                                         30
angin dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal
potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar.

        Energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat
ini oleh Pemerintah Indonesia.

Kondisi Umum
        Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup
besar. Berdasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di
Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai
berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di
Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan
sekitar 10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m 2 /hari
dengan variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin rata-rata Indonesia
sekitar 4,8 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.

        Untuk memanfaatkan potensi energi surya tersebut, ada 2 (dua) macam
teknologi yang sudah diterapkan, yaitu teknologi energi surya termal dan energi surya
fotovoltaik. Energi surya termal pada umumnya digunakan untuk memasak (kompor
surya), mengeringkan hasil pertanian (perkebunan, perikanan, kehutanan, tanaman
pangan) dan memanaskan air. Energi surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi
kebutuhan listrik, pompa air, televisi, telekomunikasi, dan lemari pendingin di
Puskesmas dengan kapasitas total ± 6 MW.

Ada dua macam teknologi energi surya yang dikembangkan, yaitu:
* Teknologi energi surya fotovoltaik;
* Teknologi energi surya termal.

1. TEKNOLOGI ENERGI SURYA FOTOVOLTAIK

Teknologi dan Kemampuan Nasional

       Pemanfaatan energi surya khususnya dalam bentuk SHS (solar home systems )
sudah mencapai tahap semi komersial.

Komponen utama suatu SESF adalah:
 Sel fotovoltaik yang mengubah penyinaran matahari menjadi listrik, masih impor,
  namun untuk laminating menjadi modul surya sudah dkuasai;
 Balance of system (BOS) yang meliputi controller, inverter , kerangka modul,
  peralatan listrik, seperti kabel, stop kontak, dan lain-lain, teknologinya sudah
  dapat dikuasai;
 Unit penyimpan energi (baterai) sudah dapat dibuat di dalam negeri;
 Peralatan penunjang lain seperti: inverter untuk pompa, sistem terpusat, sistem
  hibrid, dan lain-lain masih diimpor.

       Kandungan lokal modul fotovoltaik termasuk pengerjaan enkapsulasi dan
framing sekitar 25%, sedangkan sel fotovoltaik masih harus diimpor. Balance of
System (BOS) masih bervariasi tergantung sistem desainnya. Kandungan lokal dari
BOS diperkirakan telah mencapai diatas 75%.



                                         31
Sasaran Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia

•   Sasaran pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai
    berikut: Semakin berperannya pemanfaatan energi surya fotovoltaik dalam
    penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga pada tahun 2020 kapasitas
    terpasangnya menjadi 25 MW.
•   Semakin berperannya pemanfaatan energi surya di daerah perkotaan.
•   Semakin murahnya harga energi dari solar photovoltaic , sehingga tercapai tahap
    komersial.
•   Terlaksananya produksi peralatan SESF dan peralatan pendukungnya di dalam
    negeri yang mempunyai kualitas tinggi dan berdaya saing tinggi.

Strategi Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia

Strategi pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut:

•   Mendorong pemanfaatan SESF secara terpadu, yaitu untuk keperluan penerangan
    (konsumtif) dan kegiatan produktif.Mengembangan SESF melalui dua pola, yaitu
    pola tersebar dan terpusat yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pola
    tersebar diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar dengan jarak
    yang cukup jauh, sedangkan pola terpusat diterapkan apabila letak rumah-rumah
    penduduk terpusat.
•   Mengembangkan pemanfaatan SESF di perdesaan dan perkotaan.
•   Mendorong komersialisasi SESF dengan memaksimalkan keterlibatan swasta.
•   Mengembangkan industri SESF dalam negeri yang berorientasi ekspor.
•   Mendorong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efisien dengan
    melibatkan dunia perbankan.

Program Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia

Program pengembangan energi surya fotovoltaik adalah sebagai berikut:

•   Mengembangkan SESF untuk program listrik perdesaan, khususnya untuk
    memenuhi kebutuhan listrik di daerah yang jauh dari jangkauan listrik PLN.
•   Meningkatkan penggunaan teknologi hibrida, khususnya untuk memenuhi
    kekurangan pasokan tenaga listrik dari isolated PLTD.
•   Mengganti seluruh atau sebagian pasokan listrik bagi pelanggan Sosial Kecil dan
    Rumah Tangga Kecil PLN dengan SESF. Pola yang diusulkan adalah:
•   Memenuhi semua kebutuhan listrik untuk pelanggan S1 dengan batas daya 220
    VA;
•   Memenuhi semua kebutuhan untuk pelanggan S2 dengan batas daya 450 VA;
•   Memenuhi 50 % kebutuhan listrik untuk pelanggan S2 dengan batas daya 900
    VA;
•   Memenuhi 50 % kebutuhan untuk pelanggan R1 dengan batas daya 450 VA.
•   Mendorong penggunaan SESF pada bangunan gedung, khususnya Gedung
    Pemerintah.
•   Mengkaji kemungkinan pendirian pabrik modul surya untuk memenuhi kebutuhan
    dalam negeri dan kemungkinan ekspor.


                                         32
•   Mendorong partisipasi swasta dalam pemanfaatan energi surya fotovoltaik.
•   Melaksanakan kerjasama dengan luar negeri untuk pembangunan SESF skala
    besar.

Peluang Pemanfaatan Fotovoltaik

        Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil dan
banyak yang terpencil menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik yang
bersifat terpusat. Untuk memenuhi kebutuhan energi di daerah-daerah semacam ini,
salah satu jenis energi yang potensial untuk dikembangkan adalah energi surya.
Dengan demikian, energi surya dapat dimanfaatkan untuk p enyedian listrik dalam
rangka mempercepat rasio elektrifikasi desa.

Selain dapat digunakan untuk program listrik perdesaan, peluang pemanfaatan energi
surya lainnnya adalah:
    • Lampu penerangan jalan dan lingkungan;
    • Penyediaan listrik untuk rumah peribadatan. SESF sangat ideal untuk dipasang
        di tempat-tempat ini karena kebutuhannya relatif kecil. Dengan SESF 100 /
        120Wp sudah cukup untuk keperluan penerangan dan pengeras suara;
    • Penyediaan listrik untuk sarana umum. Dengan daya kapasitas 400 Wp sudah
        cukup untuk memenuhi listrik sarana umum;
    • Penyediaan listrik untuk sarana pelayanan kesehatan, seperti: rumah sakit,
        Puskesmas, Posyandu, dan Rumah Bersalin;
    • Penyediaan listrik untuk Kantor Pelayanan Umum Pemerintah. Tujuan
        pemanfaatan SESF pada kantor pelayanan umum adalah untuk membantu
        usaha konservasi energi dan mambantu PLN mengurangi beban puncak
        disiang hari;
    • Untuk pompa air ( solar power supply for waterpump ) yang digunakan untuk
        pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum).

Kendala Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia

•   Kendala yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah:
•   Harga modul surya yang merupakan komponen utama SESF masih mahal
    mengakibatkan harga SESF menjadi mahal, sehingga kurangnya minat lembaga
    keuangan untuk memberikan kredit bagi pengembangan SEEF;
•   Sulit untuk mendapatkan suku cadang dan air accu , khususnya di daerah
    perdesaan, menyebabkan SESF cepat rusak;
•   Pemasangan SESF di daerah perdesaan pada umumnya tidak memenuhi standar
    teknis yang telah ditentukan, sehingga kinerja sistem tidak optimal dan cepat
    rusak.;
•   Pada umumnya, penerapan SESF dilaksanakan di daerah perdesaan yang sebagian
    besar daya belinya masih rendah, sehingga pengembangan SESF sangat
    tergantung pada program Pemerintah;
•   Belum ada industri pembuatan sel surya di Indonesia, sehingga ketergantungan
    pada impor sangat tinggi. Akibatnya, dengan menurunnya nilai tukar rupiah
    terhadap dolar menyebabkan harga modul surya menjadi semakin mahal.




                                       33
2. TEKNOLOGI ENERGI SURYA TERMAL

        Selama ini, pemanfaatan energi surya termal di Indonesia masih dilakukan
secara tradisional. Para petani dan nelayan di Indonesia memanfaatkan energi surya
untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung.

Teknologi dan Kemampuan Nasional

        Berbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala
rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga 60 o C) dan skala menengah
(temperatur kerja antara 60 hingga 120 o C) telah dikuasai dari rancang-bangun,
konstruksi hingga manufakturnya secara nasional. Secara umum, teknologi surya
termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga
madya. Beberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel
pertukangan kayu/besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh
industri manufaktur nasional.

Beberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya seperti sistem
atau unit berikut:

   Pengering pasca panen (berbagai jenis teknologi);
   Pemanas air domestic;
   Pemasak/oven;
   Pompa air (dengan Siklus Rankine dan fluida kerja Isopentane );
   Penyuling air ( Solar Distilation/Still );
   Pendingin (radiatif, absorpsi, evaporasi, termoelektrik, kompressip, tipe jet);
   Sterilisator surya;
   Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan
    titik didih rendah.

       Untuk skala kecil dan teknologi yang sederhana, kandungan lokal mencapai
100 %, sedangkan untuk sistem dengan skala industri (menengah) dan menggunakan
teknologi tinggi (seperti pemakaian Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe ),
kandungan lokal minimal mencapai 50%.

Sasaran Pengembangan Energi Surya Termal

        Sasaran pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai
berikut:

       Meningkatnya kapasitas terpasang sistem energi surya termal, khususnya
untuk pengering hasil pertanian, kegiatan produktif lainnya, dan sterilisasi di
Puskesmas. Tercapainya tingkat komersialisasi berbagai teknologi energi surya
thermal dengan kandungan lokal yang tinggi.

Strategi Pengembangan Energi Surya Termal




                                        34
 Strategi pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut:
   Mengarahkan pemanfaatan energi surya termal untuk kegiatan produktif,
   khususnya untuk kegiatan agro industri.
 Mendorong keterlibatan swasta dalam pengembangan teknologi surya termal.
 Mendor ong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efektif.
 Mendorong keterlibatan dunia usaha untuk mengembangkan surya termal.

Program Pengembangan Energi Surya Termal

       Program pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai
berikut : Melakukan inventarisasi, identifikasi dan pemetaan potensi serta aplikasi
teknologi fototermik secara berkelanjutan.

       Melakukan diseminasi dan alih teknologi dari pihak pengembang kepada
pemakai (agro-industri, gedung komersial, dan lain-lain) dan produsen nasional
(manufaktur, bengkel mekanik, dan lain-lain) melalui forum komunikasi, pendidikan
dan pelatihan dan proyek-proyek percontohan.

    Melaksanakan standarisasi nasional komponen dan sistem teknologi
     fototermik.
    Mengkaji skema pembiayaan dalam rangka pengembangan manufaktur
     nasional.
    Meningkatkan kegiatan penelitian dan pengembangan untuk berbagai
     teknologi fototermik.
    Meningkatkan produksi lokal secara massal dan penjajagan untuk
     kemungkinan ekspor.
    Pengembangan teknologi fototermik suhu tinggi, seperti: pembangkitan listrik,
     mesin stirling , dan lain-lain.

Peluang Pemanfaatan Energi Surya Termal

      Prospek teknologi energi surya termal cukup besar, terutama untuk
mendukung peningkatan kualitas pasca-panen komoditi pertanian, untuk bangunan
komersial atau perumahan di perkotaan.
    Prospek pemanfaatannya dalam sektor-sektor masyarakat cukup luas, yaitu:
    Industri, khususnya agro-industri dan industri pedesaan, yaitu untuk
      penanganan pasca-panen hasil-hasil pertanian, seperti: pengeringan (komoditi
      pangan, perkebunan, perikanan/peternakan, kayu olahan) dan juga
      pendinginan (ikan, buah dan sayuran);
    Bangunan komersial atau perkantoran, yaitu: untuk pengkondisian ruangan
      ( Solar Passive Building , AC) dan pemanas air;
    Rumah tangga, seperti: untuk pemanas air dan oven/ cooker ;
    PUSKESMAS terpencil di pedesaan, yaitu: untuk sterilisator, refrigerator
      vaksin dan pemanas air.

Kendala Pengembangan Energi Surya Termal

Kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan surya termal adalah:



                                        35
 Teknologi energi surya termal untuk memasak dan mengeringkan hasil
  pertanian masih sangat terbatas. Akan tetapi, sebagai pemanas air, energi
  surya termal sudah mencapai tahap komersial. Teknologi surya termal masih
  belum berkembang karena sosialisasi ke masyarakat luas masih sangat rendah;
 Daya beli masyarakat rendah, walaupun harganya relatif murah;




                       DAFTAR PUSTAKA
-   http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2110373-macam-macam-energi/
-   http://basicsphysics.blogspot.com/2008/12/energi-potensial.html
-   http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_potensial
-   http://organisasi.org/pengertian_energi_potensial_kinetik_dan_hukum_kekeka
    lan_energi_fisika
-   http://www.scribd.com/doc/18097265/11-Bab-10-Energi-Dan-Perubahan
-   http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2196129-pengertian-energi-
    kinetik/#ixzz1hXbVWjcx
-   http://basicsphysics.blogspot.com/2008/12/energi-mekanik.html
-   http://pelangicelullarbatumarta.blogspot.com/2010/10/makalah-ilmu-alamiah-
    dasar-materi-dan.html
-   http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en
    %7Cid&u=http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/chemener.html
-   http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en
    %7Cid&u=http://www.ifpaenergyconference.com/Electrical-Energy.html
-   http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en
    %7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ifpaenergyconference.com
    /Nuclear-Energy.html&usg=ALkJrhgvRyQ1Gz-YfjnwcgnO6usGtY3C9g
-   http://www.scribd.com/doc/47462435/Energi-Bunyi




                                    36

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Kelebihan teknologi hijau
Kelebihan teknologi hijauKelebihan teknologi hijau
Kelebihan teknologi hijauShahidil Saril
 
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan Angin
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan AnginPemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan Angin
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan AnginEthelbert Phanias
 
Makalah materi & energi kel.2
Makalah materi & energi kel.2Makalah materi & energi kel.2
Makalah materi & energi kel.2Neneng Lestari Sy
 
Makalah osn pertamina
Makalah osn pertaminaMakalah osn pertamina
Makalah osn pertaminaMuya Avisiena
 
Membangun desa-mandiri-energi
Membangun desa-mandiri-energiMembangun desa-mandiri-energi
Membangun desa-mandiri-energiSaoloan Naiborhu
 
Sinopsis metro tv 23 okt peran energi nuklir
Sinopsis metro tv 23 okt  peran energi nuklirSinopsis metro tv 23 okt  peran energi nuklir
Sinopsis metro tv 23 okt peran energi nuklirTrisakti University
 
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...Ethelbert Phanias
 
Tantangan dan peluang energi alternatif
Tantangan dan peluang energi alternatifTantangan dan peluang energi alternatif
Tantangan dan peluang energi alternatifKhoirunnisah SR
 
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrap
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrapCopy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrap
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrapAdi Intan Mulyana
 
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber Energi
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber EnergiSumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber Energi
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber EnergiDimas Rama
 
Pages from prosiding_avoer_2011-16
Pages from prosiding_avoer_2011-16Pages from prosiding_avoer_2011-16
Pages from prosiding_avoer_2011-16Indriati Dewi
 
S2 2015-291533-chapter1
S2 2015-291533-chapter1S2 2015-291533-chapter1
S2 2015-291533-chapter1vina zhang
 
Essay tenaga nuklear 2014
Essay tenaga nuklear 2014Essay tenaga nuklear 2014
Essay tenaga nuklear 2014syarifah najla
 
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupan
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupanMateri kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupan
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupanaditya rakhmawan
 
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energi
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan EnergiGeografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energi
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energihanakamilah4
 

Was ist angesagt? (20)

Kelebihan teknologi hijau
Kelebihan teknologi hijauKelebihan teknologi hijau
Kelebihan teknologi hijau
 
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan Angin
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan AnginPemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan Angin
Pemanfaatan Teknologi Hybrid Berbasis Energi Surya dan Angin
 
Sumber tenaga
Sumber tenagaSumber tenaga
Sumber tenaga
 
Makalah materi & energi kel.2
Makalah materi & energi kel.2Makalah materi & energi kel.2
Makalah materi & energi kel.2
 
Makalah osn pertamina
Makalah osn pertaminaMakalah osn pertamina
Makalah osn pertamina
 
Membangun desa-mandiri-energi
Membangun desa-mandiri-energiMembangun desa-mandiri-energi
Membangun desa-mandiri-energi
 
Sinopsis metro tv 23 okt peran energi nuklir
Sinopsis metro tv 23 okt  peran energi nuklirSinopsis metro tv 23 okt  peran energi nuklir
Sinopsis metro tv 23 okt peran energi nuklir
 
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...
MAKALAH OSN PERTAMINA 2012 (Pemanfaatan Energi Surya Melalui Teknologi Non-Ph...
 
Tantangan dan peluang energi alternatif
Tantangan dan peluang energi alternatifTantangan dan peluang energi alternatif
Tantangan dan peluang energi alternatif
 
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrap
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrapCopy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrap
Copy of ths peran bioenergidanarahutamalitbangrap
 
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber Energi
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber EnergiSumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber Energi
Sumber Energi Alternatif & Makanan Sebagai Sumber Energi
 
Pkn
PknPkn
Pkn
 
Pages from prosiding_avoer_2011-16
Pages from prosiding_avoer_2011-16Pages from prosiding_avoer_2011-16
Pages from prosiding_avoer_2011-16
 
Tri
TriTri
Tri
 
S2 2015-291533-chapter1
S2 2015-291533-chapter1S2 2015-291533-chapter1
S2 2015-291533-chapter1
 
Essay tenaga nuklear 2014
Essay tenaga nuklear 2014Essay tenaga nuklear 2014
Essay tenaga nuklear 2014
 
Kebutuhan energi listrik
Kebutuhan energi listrikKebutuhan energi listrik
Kebutuhan energi listrik
 
Energi Hidrogen
Energi HidrogenEnergi Hidrogen
Energi Hidrogen
 
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupan
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupanMateri kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupan
Materi kimia sekitar kita - bahan bakar bagi kehidupan
 
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energi
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan EnergiGeografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energi
Geografi - Ketahanan Pangan, Bahan Industri, dan Energi
 

Ähnlich wie ENERGI SURYA UNTUK KAPAL

Sumber daya energi.pptx
Sumber daya energi.pptx Sumber daya energi.pptx
Sumber daya energi.pptx IntanRattedatu
 
Energi Terbarukan.pptx
Energi Terbarukan.pptxEnergi Terbarukan.pptx
Energi Terbarukan.pptxAngely Putry
 
Topik khusus Tenaga
Topik khusus TenagaTopik khusus Tenaga
Topik khusus Tenaganuna2014
 
Energi Terbarukan dan Tidak Terbarukan
Energi Terbarukan dan Tidak TerbarukanEnergi Terbarukan dan Tidak Terbarukan
Energi Terbarukan dan Tidak TerbarukanKelas Teknisi
 
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIA
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIAPERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIA
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIAmickooow
 
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...Muhammad Fajar Muharam
 
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptx
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptxPresentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptx
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptxRithiaDamarratih1
 
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi Alternatif
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi AlternatifPotensi Geografis Indonesia Untuk Energi Alternatif
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi AlternatifAyu Aliyatun
 
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasi
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak TerintegrasiPembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasi
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasiardhilachadarisman
 
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharui
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharuiLMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharui
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharuiFarzanaAdnan
 
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik JaneGulo
 

Ähnlich wie ENERGI SURYA UNTUK KAPAL (20)

Energi Terbarukan
Energi TerbarukanEnergi Terbarukan
Energi Terbarukan
 
Sumber daya energi.pptx
Sumber daya energi.pptx Sumber daya energi.pptx
Sumber daya energi.pptx
 
Panel Surya
Panel SuryaPanel Surya
Panel Surya
 
Panel surya
Panel suryaPanel surya
Panel surya
 
Ekonomi teknik
Ekonomi teknikEkonomi teknik
Ekonomi teknik
 
Energi Terbarukan.pptx
Energi Terbarukan.pptxEnergi Terbarukan.pptx
Energi Terbarukan.pptx
 
Topik khusus Tenaga
Topik khusus TenagaTopik khusus Tenaga
Topik khusus Tenaga
 
Energi Terbarukan dan Tidak Terbarukan
Energi Terbarukan dan Tidak TerbarukanEnergi Terbarukan dan Tidak Terbarukan
Energi Terbarukan dan Tidak Terbarukan
 
materi sumber energi fisika SMA
materi sumber energi fisika SMAmateri sumber energi fisika SMA
materi sumber energi fisika SMA
 
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIA
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIAPERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIA
PERAN WARGA NEGARA DALAM UPAYAMEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK DI INDONESIA
 
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...
PERAN WARGA NEGARA DALAM MENDUKUNG UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK BANGSA I...
 
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptx
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptxPresentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptx
Presentasi Fisika Kelompok 1 Energi Terbarukan dan Tak Terbarukan.pptx
 
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi Alternatif
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi AlternatifPotensi Geografis Indonesia Untuk Energi Alternatif
Potensi Geografis Indonesia Untuk Energi Alternatif
 
Handout sumber energi
Handout sumber energiHandout sumber energi
Handout sumber energi
 
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasi
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak TerintegrasiPembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasi
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Terintegrasi
 
Energi pasang surut
Energi pasang surutEnergi pasang surut
Energi pasang surut
 
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharui
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharuiLMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharui
LMCK 1532 PEMBANGUNAN BANDAR MAPAN Bahagian 8 tenaga yang diperbaharui
 
Tugasan 8 - Bekalan Tenaga
Tugasan 8 - Bekalan TenagaTugasan 8 - Bekalan Tenaga
Tugasan 8 - Bekalan Tenaga
 
SUMBER ENERGI
SUMBER ENERGI SUMBER ENERGI
SUMBER ENERGI
 
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
 

ENERGI SURYA UNTUK KAPAL

  • 1. PENDAHULUAN Energi merupakan suatu proses perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi lain yang dibutuhkan. Mengingat hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa ”energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun dimusnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya (dikonversikan)”. Sehingga untuk memperoleh suatu bentuk energi, perlu adanya energi lain yang dikonversikan menjadi energi yang dibutuhkan tersebut. Salah satu contohnya untuk mendapatkan energi listrik yang tidak dapat diperoleh secara langsung, tetapi ada proses konversi energi sebelum energi listrik tersebut didapat. Kebutuhan energi semakin meningkat dengan adanya kemajuan teknologi. Sumber energi yang banyak dipakai sampai saat ini adalah sumber yang dapat habis yang tidak dapat diperbaharui seperti minyak bumi, batubara dan gas bumi. Karena kebutuhan energi meningkat maka usaha manusia untuk mengeksploitasi sumber energi di atas turut meningkat. Mengingat terbatasnya persediaan sumber energi tersebut, maka mulai dicari sumber energi lain seperti energi matahari, energi gelombang, energi angin, energi pasang surut, dll. Energi matahari yang disediakan Tuhan untuk umat manusia khususnya yang tinggal di daerah tropis, sangatlah berlimpah. Selain berlimpah dan tidak habis dipakai, energi matahari juga tidak menimbulkan polusi. Namun demikian masih diperlukan peralatan seperti sel surya (solar cell) untuk mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Energi saat ini memegang peranan yang penting dalam pengembangan ekonomi nasional kiranya merupakan suatu hal yang tidak dipersoalkan lagi, bahkan sering dianggap sebagai darah dalam kehidupan ekonomi. Hal ini disadari oleh negara-negara yang telah maju, maupun oleh Negara yang sedang berkembang bahwa penggunaan energi secara tepat dan berdaya guna tinggi merupakan syarat yang mutlak untuk meningkatkan kegiatan ekonomi. Indonesia merupakan negara yang memiliki berbagai jenis sumber daya energi dalam jumlah yang cukup melimpah. Pengelolaan sumber daya energi secara tepat kiranya akan memberikan gilirannya akan meningkatkan kesejahteraan masyarakat secara umum. Dengan letak Indonesia yang berada pada daerah khatulistiwa, yaitu pada lintang 60LU - 110 LS dan 950 BT - 1410BT, dan dengan memperhatikan peredaran matahari dalam setahun yang berada pada daerah 23,50 LU dan 23,50 LS maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama 10 - 12 jam dalam sehari. Karena letak Indonesia berada pada daerah khatulistiwa maka Indonesia memiliki tingkat radiasi matahari yang sangat tinggi. Menurut pengukuran dari pusat Meteorologi dan Geofisika diperkirakan besar radiasi yang jatuh pada permukaan bumi Indonesia (khususnya Indonesia Bagian Timur) rata-rata kurang lebih sebesar 5,1 kWh/m2.hari dengan variasi bulanan sekitar 9% . (NN,1994). Sejak beberapa tahun ter-akhir ini, para ahli mulai merubah pendapatnya tentang pemanfaatan sumber energi yang ada di Indonesia. Timbulnya kesadaran akan sumber bahan bakar fosil yang selama ini merupakan sumber energi andalan, bukannya tidak mungkin habis di masa mendatang, untuk itu sumber sumber energi baru harus didapatkan. Mungkin untuk mendapatkan energi baru, kombinasi dari beberapa sumber energi yang diperlukan seperti batubara, energi cahaya matahari, 1
  • 2. angin, nuklir. Jika dilihat dari segi polusinya, bahan fosil terlalu banyak menyebabkan pencemaran terhadap lingkungan dalam penggunaannya. Pada sekitar 100 tahun yang lalu, batu bara menjadi pemasok utama kebutuhan energi dunia, kemudian disusul oleh minyak bumi diawal abad ini. Dan akhirnya sekitar tahun 1950-an gas alam mulai berpartisipasi dalam percaturan sumber energi dunia. Meskipun demikian mungkin dalam penggunaannya bahan bakar fosil ini akan habis kurang lebih 17 tahun mendatang (Kadir, 1995) Sumber energi lainnya yang saat ini sudah menjadi pemasok energi dunia beberapa tahun terakhir ini adalah penggunaan energi nuklir. Tetapi masalah yang ditimbulkan dari penggunaan energi nuklir adalah limbah radioaktif. Sehingga perlu diperhatikan beberapa persyaratan khusus yang harus dipenuhi, misalnya tempat pembuangan yang betul-betul aman untuk jangka waktu yang tidak ditentukan, serta kemasan limbah yang harus benar-benar aman. Dilain pihak, kita masih mempunyai beberapa sumber energi yang umur penggunaanya relatif tak terbatas, serta tidak menimbulkan masalah polusi lingkungan dalam penggunaannya. Energi matahari atau energi surya adalah bentuk energi elektromagnetik, yang dipancarkan ke bumi secara terus menerus. Selain itu energi surya adalah sangat atraktif karena tidak bersifat polutif, tak dapat habis, dapat dipercaya dan gratis (Sitompul, 1989). Dalam pemanfaatan energi surya digunakan larik fotovoltaik yang mengkonversikan secara langsung energi surya menjadi energi listrik. Pemakaian fotovoltaik dalam kerekayasaan sebagai sumber pembangkit energi listrik bisa dikatakan tidak menghasilkan polusi, baik polusi udara maupun polusi terhadap lingkungan sekitarnya. Berdasarkan pertimbangan ini, nampaknya konversi fotovoltatik dari sinar matahari menjadi energi listrik akan menjadi sumber energi utama dimasa mendatang. Khususnya bila sumber-sumber energi konvensional (batu bara, minyak bumi dan gas bumi) sudah habis dalam penggunaannya. Selain itu juga harga sumber energi konvesional akan terus semakin tinggi dan persediaanya juga sangat terbatas, sedangkan harga fotovoltatik berangsur-angsur akan turun karena bahan bakunya melimpah di bumi ini. Selanjutnya energi listrik yang dihasilkan dari fotovoltatik, dapat digunakan untuk berbagai peng-gunaan, misalnya untuk meng- gerakkan kapal dengan bantuan motor listrik. Dan untuk menjamin penyediaan energi yang kontinu maka digunakan baterai sebagai penyimpan energi. (NN, 1994) Di negara Eropa kapal bermotor listrik bukanlah hal baru, pada tahun 1905 kapal elektrik yang terbesar pada masanya diluncurkan di Thames, kapal tersebut diberi nama Victory kapal ini mempunyai panjang 90 kaki yang terbuat dari kayu dan bisa mengangkut 350 orang. Motor listrik diberi tenaga oleh generator yang menggunakan steam turbin. Setelah tahun 1905 motor bakar dalam menjadi populer dan menggeser kedudukan motor listrik. Semakin banyak kapal yang menggunakan mesin diesel. Pada abad 21 ini penggunaan motor listrik kembali populer dan diperkirakan akan terus seperti ini karena sebagai akibat dari mahalnya bahan bakar diesel dan semakin menipisnya sumber minyak dunia. Sekarang motor listrik menjadi semakin praktis dan ekonomis setelah banyaknya penemuan pada teknologi solar panel, battery, charger yang lebih baik. Motor listrik hemat biaya perawatan dan dalam bekerja. Selain itu motor listrik lebih ramah lingkungan dan tidak berisik. 2
  • 3. Instalasi motor listrik lebih simpel daripada motor diesel, motor listrik juga tidak memerlukan pendingin. Semua kebutuhan daya listrik di supply dari battery yang di isi ulang oleh solar panel. Dan ketika kapal tidak bergerak daya listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk mesin cuci, microwave, dan peralatan yang lainnya. Perawatannya lebih mudah dibanding dengan motor diesel, panel surya biasanya dibersihkan seminggu sekali, pengantian battery dilakukan setiap 3000 kali pengisian ulang atau 7 – 10 tahun. Dalam perkembangannya perancangan desain sebuah kapal harus memperhatikan berbagai aspek terkait seperti aspek teknis, ekonomis, keamanan dan keselamatan operasi kapal. Aspek ekonomis merupakan aspek yang sangat penting untuk dipertimbangkan dalam mendesain kapal tanpa harus mengabaikan aspek-aspek lain diatas. Teknologi desain kapal terus dikembangkan untuk mencapai tingkat effisiensi dan keuntungan ekonomis yang tinggi baik untuk perancangan kapal-kapal berdimensi besar maupun kecil Pada mulanya electrik propulsion merupakan sebuah alternatif penggerak utama kapal yang sangat mahal dan kurang effisien. Hal ini disebabkan oleh penggunaan kontruksi motor yang sangat besar dan berat. Kapal harus memiliki dua system electrik terpisah, satu untuk melayani penggerak utama dan satunya untuk melayani mesin bantu. Berkaitan dengan perkembangan yang pesat dari penerapan teknologi elektronika sekarang ini memungkinkan untuk melengkapi sebuah kapal dengan system elektrik dengan kapasitas tenaga yang tidak terbatas berdasarkan konsep power station. System ini dengan menggunakan multi motor diesel adalah dilangkapi dengan beberapa system tenaga yang independent yang mana berhubungan satu sama lainnya. Pengadaan tenaga listrik dilakukan secara bersama oleh beberapa buah generator set karenanya varisai bisa dilakukan secara cepat. Beban elektrik dan beban propulsi yang diperlukan untuk mendapatkan kecepatan servisnya diperoleh dari main diesel generator set. Effisiensi dari komponen elektrik, generator dan converter secara bersama-samma dihitung untuk menentukan efisiensi total. Secara umum system ini menawarkan lebih bebas dalam penempatan komponen di dalam kamar mesin, juga degnan system operasinya yang lebih fleksibel dengan menempatkan satu atau lebih generator utama. Ini berarti bahwa generator dalam opersinya lebih dapat beradaptasi dengan kebutuhan power yang lebih bervariasi sehingga akan memperkecil kebutuhan untuk biaya perawatan. Dengan berkembangnya teknologi sekarang ini telah dibuat sebuah system baru, yaitu dengan menggunakan solar sell sebagai supply energi untuk motor listrik. Untuk menjamin supply daya secara kontinu maka diperlukan battery sebagai penyimpan energi PENGERTIAN ENERGI Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi, dunia in akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi kegiatan dan untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh 3
  • 4. melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk kedalam tubuh berupa makanan. Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang, transportasi, dan lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya alam (Nature Resources) Sumber daya akam diberdakan manjadi dua kelompok, yaitu : 1.Sumber daya alam yang dioperbaharui (renewable) hamper tidak dapat habis. 2.Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis. MACAM-MACAM ENERGI 1. Energi Mekanik Energi mekanik dapat dibedakan menjadi dua pengertian, yaitu ; energi potensial dan energi kinetik. Jumlah kedua energi itu dinamakan energi mekanik. Setiap benda mempunyai berat, maka baik dalam keadaan diam atau bergerak setiap benda memiliki energi. 2. Energi Panas Energi panas juga sering disebut sebagai kalor, pemberian padas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu ataupun bahkan terkadang dapat menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran, atau perubahan volume benda itu. Ada tiga istilah yang penggunaannya sering kacau, yaitu panas, kalor, dan suhu. Panas adalah salah satu bentuk energi. Energi panas yang berpindah disebut kalor, sementara suhu adalah derajat panas suatu benda. 3. Energi Magnetik Energi magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul katika dua batang magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain. Seperti diketahui bahwa setiap magnet mempunyai dua macam kutub yaitu kutub utara dan kutub magnet selatan. Kedua kutub magnet mempunyai kemampuan untuk saling melakukan gerakan. Kemampuan itu adalah energi yang tersimpan didalam magnet dan energi inilah yang disebut sebagai energi magnetik. 4. Energi Listrik Energi listrik ditimbulkan / dibangkitkan melalui bermacam-macam cara. Kegunaan energi listrik dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali yang dapat dirasakan, terutama dikehidupan kota-kota besar, bahkan sebagai penerangan yang sekarang sudah digunakan sampai jauh ke pelosok pedesaan. 4
  • 5. 5.Energi Kimia Yang dimaksud energi kima adalah energi yang diperoleh melalui suatu proses kimia. Energi yang dimiliki manusia dapat diperoleh dari makanan yang dimakan melalui proses kimia. Jika kedua macam atom-atom karbon dan atom oksigen tersebut dapat berreaksi, akan terbentuk molekul baru yaitu karbondioksida. 6. Energi Bunyi Bunyi dapat juga diartikan getaran sehingga energi bunyi berarti juga getaran. Getaran selaras mempunyai energi dua macam yaitu, energi potensial dan energi kinetik. Melalui pembahasan matematis dapat ditunjukkan bahwa jumlah kedua macam energi pada suatu getaran selaras adalah selalu tetap dan besarnya tergantung massa, simpanan dan waktu getar atau periode. 7. Energi Nuklir Energi nuklir merupakan hasil dari reaksi fisi yang terjadi pada inti atom. Dewasa ini, reaksi inti yang banyak digunakan oleh manusia untuk menghasilkan energi nuklir adalah reaksi yang terjadi antara partikel dengan inti atom yang digolongkan dalam kelompok heavy atom sperti aktinida. Berbeda dengan reaksi kimia biasa yang hanya mengubah komposisi molekul setiap unsurnya dan tidak mengubah struktur dasar unsur penyusun molekulnya, pada reaksi inti atom atau reaksi fisi, terjadi perubahan struktur inti atom menjadi unsur atom yang sama sekali berubah. 8. Energi Cahaya atau cahaya Energi cahaya terutama cahaya matahari banyak diperlukan terutama oleh tumbuhan yang berhijau daun. Tumbuhan itu membutuhkan energi cahaya untuk mengadakan proses fotosintesis, dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga digunakan energi dari sinar yang dikenal dengan nama sinar laser. Yang dimaksud sinar laser adalah sinar pada suatu gelombang yang sama dan amat kuat. Sinar laser banyak sekali digunakan dan meliputi banyak bidang. 9. Energi Matahari Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan dibumi ini. Berbagai jenis energi, baik yang terbarukan mapun tak terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya : • Energi angin yang tuimbul akibat adanya perbedaan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat yang lain sebagai efek sinar matahari. • Energi air, karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi. • Energi biomassa karena adanya fotosintesis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari. • Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angina 5
  • 6. • Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun. Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari, yaitu : 1.Pemanasan ruang 2.Penerangan ruangan 3.Kompor matahari 4.Pengeringan hasil pertanian 5.Distilasi air kotor 6.Pemanasan air kotor 7.Pembangkitan listrik ENERGI DAN PENERAPANNYA Energi adalah suatu besaran yang kekal tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Berikut ini adalah macam-macam energi yaitu energi potensial, energi kinetic, energi kimia, energi kalor, energi listrik, energi bunyi, energi bunyi, energi nuklir, energi radiasi,energi surya. 1. Pengertian Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda diam. Energi ini juga disebut dengan energi diam. Misalnya suatu benda yang mempunyai ketinggian tertentu dan pegas yang ditekan atau direnggangkan. Jika semua itu dilepas akan melakukan usaha (gerakan) 2. Pengertian energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda pada saat bergerak. Misalnya jika seorang sedang berlari, mobil pada saat melaju, benda yang berputar dan kereta yang sedang bergerak. Pada saat itu benda-benda tersebut mempunyai energi yang disebut energi kinetic atau energi gerak. 3. Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. 4. Pengertian energi kimia yaitu energi yang timbul akibat terjadinya reaksi kimia. Makanan dari pada bahan bakar pada umumnya tersusun atas senyawakimia yang di dalamnya tersimpan energi kimia. 5. Pengertian energi kalor, yaitu bentuk energi yang banyak kita jumpai seperi matahari, api atau bentu energi yang lain yang harus dibentuk dalam bentuk kalor misalnya setrika, solder dan kompor. 6. Pengertian energi listrik, yaitu energi yang tersimpan dalam arus listik (muatan yang bergerak0. Energi ini banyak dimanfaatnya. Contoh radio, solder, televisi dan lain sebagainya 7. Pengertian energi bunyi, terdapat di dalam segala jenis bunyi. Misalnya orang berbicara, seruling, ledakan bom dan petir. Bukti bahwa bunyi memilliki energi yaitu ledakan petir yang dahsyat dapat mengakibatkan pecahnya kaca jendela. 8. Pengertian Energi nuklir yaitu energi yang dihasilkan oleh reaksi pembelahan inti (fisi) berantai 9. Pengertian Energi radiasi yaitu energi yang diperoleh dari pancaran benda berpijar 6
  • 7. ENERGI POTENSIAL Energi potensial dari kereta roller coaster akan maksimum saat berada pada lintasan tertinggi. Energi potensial adalah bentuk energi yang dimiliki oleh suatu partikel, benda atau sistem akibat posisinya dalam ruang parameter1 atau akibat konfigurasinya. Energi dalam bentuk ini membuat partikel, benda atau sistem tersebut memiliki kecenderungan untuk berubah keadaannya (posisi atau konfigurasinya) dari keadaan dengan suatu energi potensial tertentu menjadi keadaan dengan energi potensial yang lebih rendah atau lebih tinggi. Ke arah mana kecenderungan tersebut menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Contoh Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial elastik. Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek; energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik yang berhubungan dengan suhu objek. 7
  • 8. Energi potensial elastis Pegas digunakan untuk menyimpan energi potensial elastis Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik. Kalkulasi dari energi potensial elastis Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan: sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke: Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam: Satuannya adalah Joule. Energi Potensial Gravitasi Contoh yang paling umum dari energi potensial adalah energi potensial gravitasi. Buah mangga yang lezat dan ranum memiliki energi potensial gravitasi ketika sedang menggelayut pada tangkainya. Demikian juga ketika anda berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah (misalnya di atap rumah atau di dalam pesawat). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap bumi. Setiap benda yang memiliki energi potensial gravitasi dapat melakukan kerja apabila benda tersebut bergerak menuju permukaan bumi (misalnya buah mangga jatuh dari pohon). Untuk memudahkan pemahamanmu, lakukan percobaan sederhana 8
  • 9. berikut ini. Pancangkan sebuah paku di tanah. Angkatlah sebuah batu yang ukurannya agak besar dan jatuhkan batu tegak lurus pada paku tersebut. Amati bahwa paku tersebut terpancang semakin dalam akibat usaha alias kerja yang dilakukan oleh batu yang anda jatuhkan. Sekarang mari kita tentukan besar energi potensial gravitasi sebuah benda di dekat permukaan bumi. Misalnya kita mengangkat sebuah batu bermassa m. gaya angkat yang kita berikan pada batu paling tidak sama dengan gaya berat yang bekerja pada batu tersebut, yakni mg (massa kali percepatan gravitasi). Untuk mengangkat batu dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian h, maka kita harus melakukan usaha yang besarnya sama dengan hasil kali gaya berat batu (W = mg) dengan ketinggian h. Ingat ya, arah gaya angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu, yakni ke atas… FA = gaya angkat W = FA . s = (m)(-g) (s) = - mg(h2-h1) —– persamaan 1 Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah… Dengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 - h1 EP = mgh —— persamaan 2 ENERGI KINETIK Energi kinetik adalah bagian integral dari energi. Energi adalah salah satu tema sentral dalam fisika. Hal ini penting untuk mengetahui apa itu dan bagaimana dimanfaatkan. Secara sederhana, energi digambarkan sebagai energi gerak. Ini memiliki aplikasi dalam hampir semua cabang fisika. Salah satu aplikasi yang paling penting dari energi kinetik sebagai prinsip penting fisika berasal dari teorema energi bekerja. Teorema ini berkaitan perubahan energi dari sebuah objek dengan kekuatan eksternal menyebabkan itu. Ini berarti bahwa adalah mungkin untuk menentukan bagaimana sebuah objek akan berperilaku jika kekuatan tertentu diterapkan. Sepintas, banyak orang tidak akan menyadari arti penuh dari teorema energi bekerja. Sebuah contoh akan membantu untuk menjelaskannya lebih lanjut. Ambil kasus mobil yang bergerak pada kecepatan yang ditentukan. Jika Anda mengetahui kekuatan istirahat, Anda dapat dengan mudah mengukur jarak kendaraan akan bergerak sebelum berhenti setelah Anda menerapkan rem. Penting untuk dicatat bahwa tidak peduli apa pun jenis gerak terjadi. Apakah itu berosilasi, translasi atau jenis lain gerak; semua gerak memiliki energi kinetik. Ini berarti bahwa semua benda bergerak memiliki energi intrinsik yang dapat ditangkap dan diubah ke jenis berguna lainnya. Beberapa faktor menentukan jumlah energi dari sebuah objek. Salah satunya adalah massa sebenarnya dari objek dan yang lainnya adalah kecepatan yang 9
  • 10. bergerak. Jika Anda memiliki dua variabel, maka Anda dengan mudah dapat menghitung jumlah energi yang dimilikinya. Aplikasi Saat ini, energi kinetik memiliki manfaat mla'ikat kepada umat manusia. Sebagian besar listrik yang digunakan di seluruh dunia berasal dari bendungan hidroelektrik. Hal ini dimungkinkan karena jumlah besar energi air yang bergerak. Bendungan yang dibangun untuk meningkatkan massa air dan air terjun yang diperlukan untuk meningkatkan kecepatan perairan ini. Variabel kecepatan seperti dinyatakan di atas, meningkatkan massa air dan air menyebabkan peningkatan energi kinetik. Melalui serangkaian proses rumit, yang kemudian diubah menjadi listrik. Peralatan bertenaga Selain itu, ada juga pedal misalnya mesin cuci, mesin pemotong rumput dan bahkan sekop salju. Ini semua adalah hal yang menggunakan energi kinetik . Siapa yang bisa melupakan senter darurat yang telah Anda mengguncang terlebih dahulu sebelum pencahayaan? Ini adalah satu lagi penggunaan inovatif energi. Gerakan bergerak senter atas dan bawah diubah menjadi tenaga listrik yang kemudian menyala bohlam. Prinsip yang sama digunakan dalam beberapa charger darurat ponsel. Mereka datang berguna ketika bencana terjadi dan garis-garis kekuatan utama menurun. Ada banyak aplikasi energi kinetik. Dunia tidak akan menjadi tempat yang luar biasa itu tidak ditemukan. Bahkan saat Anda membaca bagian ini, ada aplikasi lebih banyak ditemukan di laboratorium penelitian dan pengembangan di seluruh dunia. Rumus atau persamaan energi kinetik : Ek = 1/2.m.v^2 keterangan Ep = energi kinetik m = massa dari benda v = kecepatan dari benda v^2 = v pangkat 2 ENERGI MEKANIK Energi mekanik adalah penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potensial suatu benda. Atau secara matematisnya EM=Ep+Ek EM=m.g.h+ {(1/2)mv^2} dengan : 10
  • 11. m=massa benda (kg) g=percepatan grafitasi(m/s^2) h=ketinggian (m) v=kecepatan benda (m/s) HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK Penjelasan di atas bersifat kualitatif. Sekarang mari kita tinjau Hukum Kekekalan Energi secara kuantitaif alias ada rumusnya… jangan meringis dunk … he8…. Oya, perlu anda ketahui bahwa pada contoh perubahan energi, misalnya energi listrik berubah menjadi energi panas atau energi nuklir menjadi energi panas, perubahan bentuk energi tersebut terjadi akibat adanya perubahan antara energi potensial dan energi kinetik pada skala mikroskopis. Perubahan energi ini terjadi pada level atom… Pada Skala makroskopis, kita juga dapat menjumpai perubahan energi antara Energi Kinetik dan Energi Potensial, misalnya batu yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu, anak panah dan busur, batu dan ketapel, pegas dan beban yang diikatkan pada pegas, bandul sederhana, dll. Jumlah total Energi Kinetik dan Energi Potensial disebut Energi Mekanik. Ketika terjadi perubahan energi dari EP menjadi EK atau EK menjadi EP, walaupun salah satunya berkurang, bentuk energi lainnya bertambah. Misalnya ketika EP berkurang, besar EK bertambah. Demikian juga ketika EK berkurang, pada saat yang sama besar EP bertambah. Total energinya tetap sama, yakni Energi Mekanik. Jadi Energi Mekanik selalu tetap alias kekal selama terjadi perubahan energi antara EP dan EK. Karenanya kita menyebutnya Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Sebelum kita tinjau HKE secara kuantitaif (penurunan persamaan matematis alias rumus Hukum Kekekalan Energi), terlebih dahulu kita berkenalan dengan gaya- gaya konservatif dan gaya tak konservatif. Walaupun ini adalah pelajaran tingkat lanjut, tetapi sebenarnya menjadi dasar yang perlu diketahui agar dirimu bisa lebih memahami apa dan bagaimana Hukum Kekekalan Energi Mekanik dengan baik… Gaya-gaya konservatif dan Gaya-gaya Tak Konservatif Mari kita berkenalan dengan gaya konservatif dan gaya tak-konservatif. Setelah mempelajari pembahasan ini, mudah-mudahan dirimu dapat membedakan gaya konservatif dan gaya tak konservatif. Pemahaman akan gaya konservatif dan tak konservatif sangat diperlukan karena konsep ini sangat berkaitan dengan Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Langsung aja ya ? tetap semangat…… Misalnya kita melemparkan sebuah benda tegak lurus ke atas. Setelah bergerak ke atas mencapai ketinggian maksimum, benda akan jatuh tegak lurus ke tanah (tangan kita). Ketika dilemparkan ke atas, benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga ia memiliki energi kinetik (EK = ½ mv2). Selama bergerak di udara, terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial. Semakin ke atas, kecepatan bola makin kecil, sedangkan jarak benda dari tanah makin besar sehingga EK benda menjadi kecil dan EP-nya bertambah besar. Ketika mencapai titik tertinggi, kecepatan benda = 0, sehingga EK juga bernilai nol. EK benda seluruhnya 11
  • 12. berubah menjadi EP, karena ketika benda mencapai ketinggian maksimum, jarak vertikal benda bernilai maksimum (EP = mgh). Karena pengaruh gravitasi, benda tersebut bergerak kembali ke bawah. Sepanjang lintasan terjadi perubahan EP menjadi EK. Semakin ke bawah, EP semakin berkurang, sedangkan EK semakin bertambah. EP berkurang karena ketika jatuh, ketinggian alias jarak vertikal makin kecil. EK bertambah karena ketika bergerak ke bawah, kecepatan benda makin besar akibat adanya percepatan gravitasi yang bernilai tetap. Kecepatan benda bertambah secara teratur akibat adanya percepatan gravitasi. Benda kehilangan EK selama bergerak ke atas, tetapi EK diperoleh kembali ketika bergerak ke bawah. Energi kinetik diartikan sebagai kemampuan melakukan usaha. Karena Energi kinetik benda tetap maka kita dapat mengatakan bahwa kemampuan benda untuk melakukan usaha juga bernilai tetap. Gaya gravitasi yang mempengaruhi gerakan benda, baik ketika benda bergerak ke atas maupun ketika benda bergerak ke bawah dikatakan bersifat konservatif karena pengaruh gaya tersebut tidak bergantung pada lintasan yang dilalui benda, tetapi hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda. Ketika berada pada kedudukan awal, benda memiliki Energi Potensial sebesar EP1 (EP1 = mgh1). Ketika berada pada kedudukan awal, benda memiliki Energi Potensial sebesar EP2 (EP2 = mgh2). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat (w = weight = berat — huruf w kecil. Kalo huruf W besar = usaha = work) dari kedudukan awal (h1) menuju kedudukan akhir (h2) sama dengan selisih EP1 dan EP2. Secara matematis ditulis : W = EP1 - EP2 = mgh1 - mgh2 Misalnya kecepatan benda pada kedudukan awal = v1 dan kecepatan benda pada kedudukan akhir = v2.. Pada kedudukan awal, benda memiliki Energi Kinetik sebesar EK1 (EK1 = ½ mv12). Pada kedudukan akhir, benda memiliki Energi Kinetik sebesar EK2 (EK2 = ½ mv22). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat untuk menggerakan benda sama dengan perubahan energi kinetik (sesuai dengan prinsip usaha dan energi yang telah dibahas pada pokok bahasan usaha dan energi-materinya ada di blog ini). Secara matematis ditulis : W = EK2 - EK1 = ½ mv22 - ½ mv12 Kedua persamaan ini kita tulis kembali menjadi : W=W EP1 - EP2 = EK2 - EK1 mgh1 - mgh2 = ½ mv22 - ½ mv12 mgh1 + ½ mv12 = mgh2 + ½ mv22 Jumlah total Energi Potensial (EP) dan Energi Kinetik (EK) = Energi Mekanik (EM). Secara matematis kita tulis : EM = EP + EK Ketika benda berada pada kedudukan awal (h1), Energi Mekanik benda adalah : 12
  • 13. EM1 = EP1 + EK1 Ketika benda berada pada kedudukan akhir (h2), Energi Mekanik benda adalah : EM2 = EP2 + EK2 Apabila tidak ada gaya tak-konservatif yang bekerja pada benda, maka Energi Mekanik benda pada posisi awal sama dengan Energi Mekanik benda pada posisi akhir. Secara matematis kita tulis : EM1 = EM2 Jumlah Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan awal = jumlah Energi Mekanik benda ketika berada pada kedudukan akhir. Dengan kata lain, apabila Energi Kinetik benda bertambah maka Energi Potensial harus berkurang dengan besar yang sama untuk mengimbanginya. Sebaliknya, jika Energi Kinetik benda berkurang, maka Energi Potensial harus bertambah dengan besar yang sama. Dengan demikian, jumlah total EP + EK (= Energi Mekanik) bernilai tetap alias kekal bin konstan ;) Ini adalah Hukum Kekekalan Energi Mekanik untuk gaya-gaya konservatif. Apabila hanya gaya-gaya konservatif yang bekerja, maka jumlah total Energi Mekanik pada sebuah sistem tidak berkurang atau bertambah. Energi Mekanik bernilai tetap atau kekal. ENERGI KIMIA Propana, C 3 H 8, gas alam, CH 4, dan fosfor, P 4 O bereaksi dengan oksigen 2, dan ini melepaskan energi reaksi dalam bentuk panas dan cahaya. Tidak diragukan lagi, sesuai dengan prinsip konservasi energi, energi yang dibutuhkan untuk membalikkan reaksi. Dengan demikian, energi yang tersimpan dalam bahan kimia (senyawa) dan energi yang dilepaskan atau diserap dalam reaksi kimia disebut energi kimia, yang juga mencakup topik-topik seperti obligasi, potensi energi ionisasi, afinitas elektron, elektronegatifitas, energi kisi, dll. Sebagai contoh, pada kondisi standar, pembakaran hidrogen 1,0 mol oksigen dengan rilis 285,8 kJ energi. Kami mewakili reaksi. H 2 (g) + 1 / 2 O 2 -> H 2 O (l), dH = -285,8 kJ / mol mana dH mewakili panas (atau entalpi ) reaksi, dan nilai negatif berarti bahwa panas dilepaskan. Biasanya, dH diwakili oleh ∆ H dalam buku teks, tetapi menggunakan notasi dH adalah pekerjaan jauh lebih sedikit pada dokumen internet. Untuk reaksi terbalik, 285,8 kJ / mol diperlukan, dan tanda untuk perubahan nilai dH. H 2 O (l) -> H 2 (g) + 1 / 2 O 2, dH = 285,8 kJ / mol 13
  • 14. Sebuah Energi Kimia Tingkat Diagram H (g) 2 + 1 / 2 O 2 ---------- | | | 286 kJ | | -286 kJ | | | ↓ H 2 O ------------ Kita juga dapat menggunakan diagram tingkat energi untuk menunjukkan isi relatif energi. Kandungan energi dari H 2 (g) + O 2 adalah 0,5 285,8 kJ mol lebih tinggi dari air, H 2 O. Minyak, gas, dan makanan sering disebut energi oleh media berita, tapi lebih tepatnya mereka adalah sumber dari (kimia) energi - energi yang tersimpan dalam bahan kimia dengan potensi yang akan dirilis dalam reaksi kimia. Energi yang dilepaskan melakukan pekerjaan atau menyebabkan perubahan fisik dan kimia. Hal ini jelas bahwa jumlah energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia berhubungan dengan jumlah reaktan. Misalnya, ketika jumlahnya dua kali lipat, sehingga adalah jumlah energi yang dilepaskan. 2 H 2 (g) + O 2 -> 2 H 2 O (l), dH = -571,6 kJ / mol Contoh 1 menunjukkan perhitungan ketika jumlah reaktan hanya sebagian kecil dari mol. Contoh 1 Berapa banyak energi yang rilis ketika balon berisi 0,15 mol hidrogen dinyalakan di udara? Solusi Jumlah dirilis adalah 0,15 mol * 285,8 kJ / mol = 42,9 kJ Diskusi Pelepasan energi mendadak menyebabkan ledakan. Reaksi endotermik dan eksotermik Sebuah reaksi yang melepaskan energi disebut reaksi eksotermik. Energi yang dilepaskan dalam bentuk panas, cahaya dan (tekanan-volume) bekerja. Misalnya, ketika metana atau propana dioksidasi oleh O 2, panas yang dilepaskan menyebabkan gas untuk memperluas (ledakan dalam beberapa kasus); melepaskan 14
  • 15. panas & cahaya dan melakukan pekerjaan pada waktu yang sama. Dalam hal ini, sumber energi yang berasal dari reaksi kimia, bukan dengan mengorbankan energi internal yang dijelaskan dalam modul sebelumnya. Reaksi endotermik menyerap energi, dan dalam semua kasus, energi disuplai dari sumber lain, dalam bentuk listrik, energi panas atau cahaya. Tekanan-volume Bekerja di Reaksi Kimia Reaksi kimia yang melibatkan gas, dan ketika gas terbentuk, itu menggantikan gas-gas lain dengan mendorong mereka keluar terhadap tekanan. Bekerja, yang didefinisikan dalam fisika Newton sebagai kekuatan kali jarak sepanjang arah gaya, dilakukan dalam seperti tindakan. Karya ini disebut tekanan-volume (PV) bekerja, yang merupakan bentuk energi dan harus dianalisis dan kuantitas yang termasuk dalam perhitungan energi kimia. Unit SI untuk tekanan adalah N m -2 dan bahwa volume adalah m 3. Tekanan kali volume memberikan unit dari N m, yang merupakan definisi joule, 1 Pa * 1 m 3 = 1 N m -2 m =1Nm =1J Sejak 1 atm = 101300 Pa, dan 1 L = 0,001 m 3. Jadi, 1 atm = 101,3 L J. Pekerjaan PV di bawah tekanan konstan (P) hanya kali tekanan perubahan volume dV. w = - P dV Metode ini berlaku untuk reaksi yang menghasilkan gas, yang dilepaskan ke atmosfer. Ketika pekerjaan dilakukan oleh sistem, kerja adalah negatif, sebagai formula menunjukkan. Dalam reaksi di mana gas yang dikonsumsi untuk menghasilkan cairan atau padat, pekerjaan dilakukan pada sistem dengan lingkungannya. Pekerjaan adalah positif. Dalam kasus tekanan bervariasi, pendekatan integral diperlukan untuk mengevaluasi pekerjaan volume tekanan. w = - © d (PV) = - © P d V - (integral dari) V d P Tanda negatif dipertahankan, karena kerja yang dilakukan oleh sistem adalah negatif. Namun, integral dari pekerjaan PV tergantung di jalan, dan kami tidak akan mendapatkan ke dalam diskusi rinci pada tahap ini. Contoh 2 Dalam reaksi untuk menghasilkan oksigen, KClO 3 (s) = KCl (s) + 3 / 2 O 2 (g), menghitung tekanan-volume kerja yang dilakukan oleh 8,2 g KClO 3. 15
  • 16. Solusi Massa molar KClO 3 adalah 123,5 g / mol dan 8,2 g 0,067 mol. Dengan demikian, jumlah oksigen yang dihasilkan 0,10 (= 0,067 * 2 / 3) mol. Terapkan hukum gas ideal untuk pekerjaan volume tekanan (PV), w telah PV = n RT w = - ∆ PV = - N ∆ RT = - 0,10 mol * 8,312 (J / (mol K)) * 298 K = - 248 J Diskusi Kerja yang dilakukan adalah karena pembentukan gas O 2 yang mengembang terhadap suasana 1,0 atm atau 101,3 kPa. Perubahan volume padatan tidak signifikan dibandingkan dengan gas. Dalam kasus kedua tekanan dan perubahan volume, dan pekerjaan adalah perbedaan dari produk tekanan-volume, ∆ PV. Entalpi Entalpi, biasanya diwakili oleh H adalah energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia di bawah tekanan konstan, q H = P. Entalpi adalah properti nyaman untuk mengevaluasi reaksi yang terjadi pada tekanan konstan. Entalpi berbeda dari energi internal, E, didefinisikan dalam Energi sebagai masukan energi untuk sistem pada volume konstan. Energi yang dilepaskan dalam reaksi kimia menimbulkan energi E, internal, dan tidak bekerja di bawah tekanan konstan pada biaya energi yang tersimpan dalam senyawa. Jadi, H = q P = E + P dV Tentu saja, perubahan entalpi (dH) dari reaksi kimia tergantung pada jumlah reaktan, suhu, dan tekanan. Dalam kondisi normal, hukum gas ideal dapat diterapkan untuk memberikan hasil yang pantas. Seperti energi internal, entalpi juga fungsi negara termodinamika, tergantung hanya pada negara-negara awal dan akhir dari sistem, tetapi tidak pada laju reaksi. Standar Entalpi Reaksi Dalam rangka untuk membuat data yang berguna untuk aplikasi ilmiah dan rekayasa, ada perjanjian umum untuk melaporkan dan tabulasi perubahan entalpi untuk reaksi mol pada suhu dan tekanan standar. Kuantitas semacam ini disebut entalpi standar reaksi. Dalam buku pegangan dan buku teks, perubahan entalpi standar diwakili oleh H o. Untuk mempermudah, kita menggunakan dH o untuk mewakili perubahan entalpi standar dalam diskusi kita untuk menghindari (sangat) lambat loading delta ke komputer Anda. 16
  • 17. Contoh 3 Entalpi standar untuk pembakaran metana adalah 890,4 kJ per mol, CH 4 (g) + 2 O 2 (g) -> CO 2 (g) + 2 H 2 O (g), o = -890,4 dH kJ / mol menghitung perubahan entalpi standar ketika 1,0 meter kubik gas alam dibakar mengkonversi ke produk gas. Solusi Ketika 1,0 mol atau 22,4 L CH 4, pada 273K dan 1 atm, teroksidasi benar, perubahan entalpi standar 890,4 kJ. Satu meter kubik adalah 1000 L (/ 22,4 = 44,6 mol). Jadi, entalpi standar perubahan, dH = 44,6 mol * 890,4 kJ / mol = 39712 kJ atau 39 juta joule. Suatu masalah dapat dibuat dengan menggunakan salah satu dari entalpi reaksi standar berikut. Ini adalah diberikan di sini untuk menggambarkan jenis reaksi dan representasi entalpi reaksi. 2 H (g) -> H 2 (g) = -436 o dH kJ / mol 2 O (g) -> O 2 (g) = -498 o dH kJ / mol H 2 O (l) -> H 2 O (g) dH o = 44 kJ / mol pada 298 K H 2 O (l) -> H 2 O (g) dH = 41 kJ / mol pada 373 K, kondisi non-standar Mg (s) + S (s) -> MGS (s) = -598 o dH kJ / mol 2 H (g) + O (g) -> H 2 O (g) = -847 o dH kJ / mol Cu (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> CuO (s) = -157 o dH kJ / mol 1 / 2 N 2 (g) + O 2 (g) -> NO 2 (g) dH o = 34 kJ / mol Mg (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> MgO (s) = -602 o dH kJ / mol 2 P (s) + 3 Cl 2 (g) -> 2 PCL 3 (s) = -640 o dH kJ / mol 2 P (s) + 5 Cl 2 (g) -> 2 PCL 5 (s) = -880 o dH kJ / mol C (grafit) + 2 O (g) -> CO 2 (g) = -643 o dH kJ / mol C (grafit) + O 2 (g) -> CO 2 (g) = -394 o dH kJ / mol C (grafit) + 2 H 2 (g) -> CH 4 (g) = -75 o dH kJ / mol 2 Al (s) + Fe 2 O 3 (s) -> Al 2 O 3 (s) + 2Fe (s) = -850 o dH kJ / mol Sebagaimana akan kita lihat, penerapan Hukum Hess akan membuat data-data ini sangat berguna. Sebagai contoh, menerapkan hukum Hess menggunakan beberapa reaksi ini memungkinkan kita untuk menghitung panas pembakaran metana untuk membentuk air cair (sebagai lawan dari air gas) dan karbon dioksida, CH 4 + 2 O 2 -> 2 H 2 O (l) + CO 2 (g) = -980 kJ dH / mol. Entalpi merupakan topik penting dalam termodinamika. Berbagai metode telah dirancang untuk pengukuran akurat dari panas reaksi di bawah tekanan konstan atau di bawah volume konstan. Link ini memberikan perawatan yang lebih maju pada entalpi. 17
  • 18. Entalpi Pembentukan Standar, dH f Tabel dH o f Senyawa dH o f MGS -598 KJ / mol CuO -157 PCL 3 -320 Pcl 5 -440 H2O -286 NO 2 + 34 MgO -602 CO 2 -394 CH 4 -75 Ketika entalpi standar untuk reaksi yang membentuk senyawa dari unsur- unsur dasar juga pada keadaan standar, entalpi standar reaksi disebut entalpi pembentukan standar, diwakili oleh dH o f. Kecuali ditentukan, suhu 298 K. Dalam daftar di atas, beberapa persamaan mengarah pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya pada keadaan standar mereka. Persamaan dan entalpi pembentukan mereka diberikan di bawah ini: Mg (s) + S (s) -> MGS (s) dH o f = -598 kJ / mol P (s) + 3 / 2 Cl 2 (g) -> PCL 3 (g) dH o f = -320 kJ / mol P (s) + 5 / 2 Cl 2 (g) -> PCL 5 (g) dH o f = - 440 kJ / mol H 2 (g) + 1 / 2 O 2 (g) -> H 2 O (g) dH o f = -286 kJ / mol 1 / 2 N 2 (g) + O 2 (g) -> NO 2 (g) dH o f = + 34 kJ / mol Cu (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> CuO (s) dH o f = -157 kJ / mol Mg (s) + 1 / 2 O 2 (g) -> MgO (s) dH o f = -602 kJ / mol C (grafit) + O 2 (g) -> CO 2 (g) dH o f = -394 kJ / mol C (grafit) + 4 H 2 (g) -> CH 4 (g) dH o f = -75 kJ / mol Dalam semua persamaan reaksi di atas, sisi kanan hanya memiliki satu produk dan bahwa koefisien adalah 1. Sebuah aturan umum adalah mempertimbangkan entalpi pembentukan standar dari semua elemen pada kondisi standar menjadi nol. Lalu, ada tidak perlu menulis persamaan lengkap untuk tabulasi entalpi pembentukan standar. Daftar di atas dapat disederhanakan untuk memberikan tabel ditampilkan di sini. Sebuah aplikasi sederhana dari entalpi pembentukan standar diilustrasikan dengan Contoh 4. Contoh 4 Untuk NH 3, dH f = -46,1 kJ / mol. Perkiraan energi yang dilepaskan ketika 10 g N 2 bereaksi dengan kelebihan H 2 untuk membentuk amonia. 18
  • 19. Solusi Sepuluh gram nitrogen kurang dari 1 mol, dan kami melakukan perhitungan dengan cara berikut: 1 mol N 2-46,1 kJ 10 g N 2 ---------- ---------- = - 32,9 kJ 28,1 g N 2 0,5 mol N 2 Jadi, 32,9 kJ dilepaskan ketika 10 g N 2 dikonsumsi. Entalpi pembentukan standar dan entropi standar penting data termodinamika , dan link ini memberikan tabel ekstensif nilai-nilai untuk beberapa senyawa kunci. Prinsip konservasi energi mengarah pada perumusan hukum Hess . Aplikasi itu membuat entalpi reaksi dan entalpi pembentukan standar sangat berguna. ENERGI KALOR A. Energi Panas Energi dari suatu benda adalah ukuran dari kesanggupan suatu benda untuk melakukan suatu usaha. Satuan energi adalah joule. 1 joule = 0,24 kalori 1 kalori = 4,2 joule (4,18) Energi merupakan sesuatu yang bersifat abstrak yang sukar dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya. Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi yang dapat dilihat dengan persamaan berikut : Kalor yang dilepas = kalor yang diserap QL = QS Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas. Dalam ilmu fisika energi terbagi dalam berbagai macam jenisnya, namun disini kita akan membahas mengenai energy kalor/ energy panas. Panas atau kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Kalor berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah. Misalnya pada air sumur mengalami kenaikan suhu dan air panas mengalami penurunan suhu. Hal ini menunjukan terjadi perpindahan energi dan benda yang mempunyai suhu tinggi (panas) ke benda yang bersuhu lebih rendah, energi yang berpindah pada peristiwa di atas adalah kalor. 19
  • 20. Jadi kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya rendah ketika kedua benda bersentuhan. Selanjutnya, apabila kita menuangkan air panas dalam es batu maka kalor akan mengalir dari air panas menuju es. Selanjutnya suhu es akan meningkat dan melebur berubah wujud menjadi air sampai suhunya setimbang. Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie energy lavoiser (1743 – 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius. Teori Kalor Dasar dapat dituliskan sebagai berikut : 1. Kalor yang diterima sama dengan (=) kalor yang dilepas Ini merupakan bunyi dari asas Black. Penemu asas Black adalah Joseph Black (1720 – 1799) dari Inggris. 2. Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 – 1814) dari Amerika Serikat. 3. Kalor adalah salah satu bentuk energy Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 – 1878) 4. Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energy disebut kalor mekanik. Digagas oleh James Prescott (1818 – 1889) Dari pengertian energy dan kalor di atas, maka energy kalor dapat didefinisikan sebagai energy yang dihasilkan oleh gerak internal partikel-partikel dalam suatu zat. contoh : apabila kedua tanganmu digosok-gosokkan selama beberapa detik maka tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas. Umumnya energy kalor dihasilkan dari gesekan. Energi kalor menyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud. Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air. B. Pengaruh Kalor Terhadap Benda Besarnya kalor yang diterima atau dilepaskan oleh sebuah benda bergantung pada beberapa factor. Antara lain massa benda, jenis benda, dan perubahan suhu pada benda tersebut. Hubungan kalor dengan ketiga factor tersebut adalah : 1. Kalor yang diperlukan sebanding dengan massa benda. Semakin besar massa benda semakin besar kalor yang diperlukan. 2. Kalor yang diperlukan sebanding dengan kalor jenis benda. Untuk jenis benda yang berbeda tetapi massanya sama, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama ternyata besarnya berbeda bergantung pada jenis bendanya. 3. Kalor yang diberikan sebanding dengan kenaikan suhu benda. 20
  • 21. Untuk jenis dan massa benda yang sama, jumlah kalor yang diberikan besarnya mempengaruhi kenaikan suhu benda. Makin banyak kalor yang diberikan kepada benda, semakin besar kenaikan suhu benda. Jadi, banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda bergantung pada massa benda(m), kalor jenis benda ( c ), dan perubahan suhu ( T). dapat dirumuskan : Q= m. c. ΔT Keterangan: Q = kalor yang diperlukan, satuannya Joule (J) m = massa benda, satuannya Kg C = kalor jenis benda, satuannya J/Kg°C atau J/KgK Δt = perubahan suhu, satuannya °C atau K Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1Kg benda sebesar 1°C atau 1K. Sedangkan kapasitas kalor suatu benda adalah kemampuan suatu benda untuk menerima atau menurunkan suhu benda sebesar 1̊C dan dapat dirumuskan : C= Q atau C = m.c ΔT Keterangan: C = kapasitas kalor daam satuan J/K atau J/0C c = kalor jenis, dalam satuan J/kg K atau J/Kg 0C m = massa benda, dalam satu kg. C. Perubahan Wujud Zat Kalor yang diserap atau dilepaskan suatu zat tidak hanya menyebabkan perubahan suhu zat itu. Ternyata, kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu zat dapat menyebabkan perubahan wujud zat dari satu wujud menjadi wujud yang lain. Perubahan wujud tersebut dapat ditunjukkan dalam diagram di bawah: Menyublim Mencair menguap PADAT CAIR GAS Membeku mengembun Menyublim 1. Menguap dan mengembun 2. Pada saat menguap, zat memerlukan sejumlah kalor. Akan tetapi, proses penguapan tidak selalu melalui pemanasan. Factor yang dapat mempercepat proses penguapan adalah : pemanasan, tiupan udara di atas permukaan, memperluas permukaan, mengurangi tekanan di permukaan. 3. Mendidih 21
  • 22. Mendidih terjadi pada saat keseluruhan zat cair menguap dan pada suhu tertentu saja. Suhu zat cair mendidih pada tekanan 1 atm disebut titik didih yaitu titik dimana terjadi kesetimbangan fase cair dan uap. Pada saat mendidih suhu zat cair tetap meskipun terus diberikan kalor. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1Kg zat cair pada titik didihnya disebut kalor uap (U) satuannya adalah J/Kg. untuk menguapkan sejumlah zat pada titik didihnya diperlukan kalor sebesar Q=m.U Titik didih zat cairdipengaruhi oleh tekanan udara di atas permukaan zat cair. Makin kecil tekanan udara di atas zat cair, makin rendah titik didih zat cair. Titik didh normal air pada tekanan 76cmHg adalah 100 ̊C. bila tekanan tersebut dikurangi maka air akan mendidih pada suhu dibawah 100 ̊C. titik didih akan mengalami pengurangan 1 ̊C setiap kenaikan 300m dari permukaan air laut. Titik didih di daerah pegunungan atau dataran tinggi kurang dari 100̊C disebabkan tekanan udara yang semakin renggang atau kecil. Kalor uap suatu zat adalah banyaknya kalor per satuan massa yang harus diberikan pada suatu zat pada titik didihnya agar menjadi gas seluruhnya. 4. Melebur dan membeku Banyaknya kalor per satuan massa yang dilepaskan oleh zat cair supaya menjadi zat padat seluruhnya disebut kalor beku. Pada suhu 0̊C Kalor yang diperlukan atau dilepaskan untuk melebur atau membeku bergantung pada jenis zat dan dapat dirumuskan dengan : Q = m.L , dengan L= kalor lebur, satuannya J/Kg Tekanan 1atm disebut dengan titik beku air, yaitu titik dimana terjadi kesetimbangan fase cair dan padat, perubahan dari fase cair menjadi fase padat. Dibawah ditunjukan daftar Kalor Lebur, Titik Lebur, Kalor Uap dan Titik didih berbagai Zat ZAT Kalor Lebur Titik Lebur Kalor Uap Titik Didih NO. (J/Kg) (J/Kg) ( ̊C) (̊C) 1. Air 336.000 0 2,27x 106 100 2. Alkohol 69.000 -97 1,1x106 65 3. Raksa 120.000 -39 2,98x105 357 4. Alumunium 403.000 660 1,05x107 2.450 5. Tembaga 206.000 1.083 7,35x106 2.300 Konsep perubahan wujud zat dapat dicontohkan (1kg es) dipanaskan secara tetap sebesar 100 kkal/menit dapat ditunjukan dalam grafik dibawah ini : 200- 22
  • 23. 150- 100- air mendidih uap 50- air 0- es melebur -50 es ɪ1 ɪ2 ɪ3 ɪ4 ɪ5 ɪ6 ɪ7 ɪ8 Waktu dalam menit Grafik diatas menunjukan grafik 1kg es yang dipanaskan secara tetap sebesar 100kkal/menit. Pada awalnya suhu es adalah -50 ̊ C. sedangkan kalor jenis es adalah 0,5kkal kg ̊C. Untuk menaikan suhu es dari -50 ̊C menjadi 0 ̊C diperlukan kalor yang dapat dihitung dengan rumus Q1= m.c . t , dengan c kalor jenis es (0,5 kkal/kg ̊C). Pada suhu 0 ̊C es mulai melebur menjadi air. Selama proses peleburan suhu tidak berubah, karena kalor diperlukan untuk meleburkan es dengan suhu 0 ̊C menjadi air seluruhnya dengan suhu yang sama. Setelah es melebur seluruhnya dan terus dipanaskan maka air akan meningkat suhunya mencapai 100 ̊C dan peningkatan suhu baru terhenti. Apabila dipanaskan terus air akan mendidih pada suhu 100 ̊C dan selama mendidih suhu air tetap dan terjadilah penguapan air. Unutk jumlah kalor yang diperlukan secara keseluruhan dapat dihitung dengan Q2 = m. Lf (kalor lebur es adalah 80kkal/kg) kalor yang diperlukan untuk meningkatlkan suhu 1 kg air pada 0 ̊C menjadi 1 kgair pada suhu 100 ̊C adalah Q3 = m.c.Δt Untuk mengubah wujud 1 kg air pada suhu 100 ̊C menjadi uap seluruhnya diperlukan kalor Q4 = m. kalor uap air Q4 = m. Lv (kalor uap air 540kkal/kg) Sehingga kalor total yang digunakan adalah : Qtotal = Q1+Q2+Q3+Q4 ENERGI LISTRIK Energi listrik umumnya tidak disebut sebagai energi listrik untuk orang awam, dan yang paling umum dikenal sebagai listrik. energi listrik adalah bentuk ilmiah listrik, dan mengacu pada aliran listrik atau aliran biaya sepanjang konduktor untuk menciptakan energi. energi listrik yang dikenal sebagai sumber sekunder energi, yang 23
  • 24. berarti bahwa kita mendapatkan energi listrik melalui konversi bentuk energi lainnya. Bentuk-bentuk energi lainnya dikenal sebagai sumber utama energi dan dapat digunakan dari batubara, energi nuklir , gas alam, atau minyak. Sumber utama dari mana kita menciptakan energi listrik dapat berupa non-terbarukan bentuk bentuk energi atau energi terbarukan. Energi listrik namun bukan non-terbarukan atau terbarukan. Energi listrik merupakan bagian standar dari alam, dan hari ini adalah bentuk yang paling banyak digunakan energi. Banyak kota dan kota-kota dikembangkan samping air terjun yang dikenal sebagai sumber utama energi mekanik. Roda akan dibangun di air terjun dan jatuh akan memutar roda dalam rangka untuk menciptakan energi yang memicu kota-kota dan kota. Sebelum ini jenis pembangkit energi listrik dikembangkan, rumah-rumah akan diterangi dengan lilin dan lampu minyak tanah, dan akan dihangatkan dengan batubara atau kayu pembakaran kompor. Benjamin Franklin dan cerita terkenal dari layang-layang pada malam badai adalah yang pertama untuk menemukan prinsip-prinsip awal energi listrik. Thomas Edison datang untuk menyempurnakan prinsip-prinsip ini dengan penemuan bola lampu. Setelah ini, Nikola Tesla mengembangkan gagasan energi listrik AC, yang disebut sebagai energi listrik bolak saat ini. Dengan AC energi, energi listrik dapat dikirim melalui jarak jauh lebih besar. Dengan penemuan ini, energi listrik kemudian dapat digunakan untuk rumah cahaya dan mesin kekuasaan yang akan lebih efektif pada pemanasan rumah juga. Penting untuk memahami bahwa energi listrik bukanlah jenis energi dalam dan dari dirinya sendiri, tetapi lebih merupakan bentuk mentransfer energi dari satu objek atau elemen yang lain. Energi yang ditransfer adalah energi listrik. Agar energi listrik untuk mentransfer sama sekali, ia harus memiliki konduktor atau sirkuit yang akan mengaktifkan transfer energi. Ini adalah apa yang Benjamin Franklin ditemukan saat energi listrik dari petir dipindahkan ke layang-layang, layang-layang dengan bertindak sebagai konduktor nya atau sirkuit. energi listrik akan terjadi ketika muatan listrik yang bergerak atau mengubah posisi dari satu elemen atau objek yang lain. Ketika energi listrik yang dipindahkan, sering disimpan dalam apa yang kita ketahui hari ini sebagai baterai atau sel energi. Energi Bunyi Salah satu bentuk energi lain adalah bunyi. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar.Semua benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contoh sumber bunyiadalah drum, gitar, seruling, dan lain-lain. Bunyi dapat merambat melalui benda padat, cair, dan gas. Bunyi dapat didengar apabilaada media perantara, ada sumber bunyi, dan ada pendengar bunyi. Tidak semua sumber bunyi dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi yang dapatdidengar oleh telinga manusia memiliki rentang frekuensi 20 ± 20.000 Hz. Frekuensi tersebutdinamakan frekuensi audiosonik . Frekuensi yang tidak dapat didengar manusia berada di bawah 20 Hz yang disebut frekuensiinfrasonik dan frekuensi di atas 20.000 Hz yang disebut frekuensiultrasonik . Frekuensi infrasonik 24
  • 25. dapat didengar oleh hewan, seperti jangkrik dangajah, sedangkan frekuensi ultrasonik dapat didengar oleh hewan seperti lumba-lumba dankelelawar. Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh simpangan getaran. Simpangan terjauh darikedudukan setimbang disebut amplitudo. Makin besar amplitudo, makin keras suara yangdihasilkan. Tingkat kekerasan bunyi disebut juga intensitas bunyi. Satuan kekerasan bunyiadalah desibel.Benda yang dapat menyerap bunyi disebut peredam bunyi, misalnya karet, busa, karpet,kertas, kain, wol, dan spon.Ada beberapa bunyi pantul yang kita ketahui, di antaranya . 1.Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar bersamaan dengan bunyi asli, sehingga suara yang terdengar tidak jelas. Hal ini jika dinding pemantul berada pada jarak yang lebih jauh dari sumber bunyi. Contohnya ketika kita berteriak dalam gedung yang besar. 2.Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli lenyap. Gema dapat terjadi jika dinding pantul jaraknya cukup jauh dari sumber bunyi. Misalnya jika kita berteriak di tebing, lembah, gua, ataupun bukit yang jaraknya cukup jauh. Gemadapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut. 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 yangsunyi pun kamu masih dapat mendengar suara jengkerik dan detakan jarum jam dinding. Sumber Bunyi Apa sebenarnya bunyi itu? Dari manakah asal bunyi? Bagaimanakah proses terjadinya bunyi? Pada dasarnya, benda dapat mengeluarkan bunyi karena bergetar.Benda atau alat yang dapat menimbulkan bunyi disebut sumber bunyi. Misalnya, gongyang dipukul dan gitar yang dipetik.Bunyi ada yang enak didengar dan ada yang tidak enak didengar atau bahkan dapatmerusak. Suara musik atau penyanyi yang merdu tentu enak didengarkan. Namun, suaramesin pabrik, petir yang menggelegar, dan suara pesawat terbang tentu sangatmengganggu.Pada bab satu kamu telah belajar indra pendengar berupa telinga. Tuhan memberialat pendengaran yang sempurna. Namun, di balik kesempurnaan tersebut adaketerbatasan/dan di balik keterbatasan tersimpan kenikmatan. Tidak semua bunyi dapatkamu dengar. Andai kamu dapat mendengar semua bunyi, tentu tidak akan pemah bisatidur.Telinga manusia normal hanya dapat menangkap bunyi yang memiliki frekuensiantara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz - 20.000 Hzdisebut audiosonik . Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebutinfrasonik ,sedangkan bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz disebutultrasonik . 2.Perambatan Bunyi 25
  • 26. 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 yangsedang merayap di dinding. Tahukah kamu mengapa bunyi tersebut bisa sampai ketelinga 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 kamumenyelam di kolam renang, kamu dapat mendengar langkah temanmu yang juga beradadi kolam. Hal ini menunjukkan bunyi. dapat merambat melalui zat cair (air). Perambatan bunyi melalui zat padat ditunjukkan bila telingamu ditempelkan pada pagar besi, lalutemanmu mengetuk ujung pagar yang lain secara perlahan, maka dapat kamu dengar suara tersebut. ENERGI NUKLIR Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan melalui penggunaan Uranium, logam alami yang ditambang di seluruh dunia. Energi nuklir adalah diciptakan melalui proses kompleks dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, dan pembangkit listrik nuklir pertama didirikan pada tahun 1956 di Cumbria, Inggris. Hari ini, operasi militer dan pembuluh menggunakan pembangkit listrik tenaga nuklir dan energi nuklir untuk sumber energi, dan energi nuklir digunakan dalam kemampuan lainnya seperti bahwa ia menyediakan 16% dari kebutuhan energi bumi. Energi nuklir adalah dibuat melalui reaksi kimia yang melibatkan pemisahan atau penggabungan inti atom bersama-sama. Proses pemisahan inti atom disebut fisi, dan proses penggabungan inti atom jika disebut penggabungan. Mengubah massa nuklir ke bentuk energi yang dikenal melalui persamaan kimia populer E, = mc2 di mana E adalah dikenal sebagai jumlah energi yang dilepaskan, m adalah dikenal sebagai massa inti, dan c adalah nilai dari kecepatan cahaya. Kekuatan dari energi nuklir pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh Henri Becquerel, seorang fisikawan Perancis yang melihat bahwa beberapa pelat fotografi yang telah disimpan dekat uranium berubah gelap, atau hitam, seperti X-Ray piring itu. Jadi, Uranium dipandang sebagai sumber daya untuk energi nuklir. Energi nuklir adalah dibuat dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, di mana batang uranium bahan bakar yang digunakan untuk menciptakan energi atau panas. Proses melalui fisi, di mana neutron dalam menghancurkan Uranium ke dalam inti atom Uranium. Inti Uranium kemudian akan terbelah dua dan melepaskan energi yang datang dalam bentuk panas. Pada titik ini, karbon dioksida dalam bentuk gas akan dipompa ke dalam reaktor dengan Uranium, mengeluarkan panas dari sistem. Gas ternyata sangat panas, dan panas ini digunakan untuk memanaskan air menjadi uap. Uap diciptakan dari proses ini akan menggerakkan turbin yang pada gilirannya drive generator yang menghasilkan energi nuklir. Reaktor tenaga nuklir yang menciptakan semua reaksi dikendalikan melalui batang boron, yang dikenal sebagai batang kendali. Boron batang ini menyerap 26
  • 27. neutron. Batang akan diturunkan ke dalam reaktor untuk menyerap neutron dan memperlambat proses fisi. Dalam rangka untuk menghasilkan tenaga lebih, batang dibangkitkan lagi sehingga bahkan lebih dapat neutron menabrak atom-atom Uranium. Menciptakan energi nuklir adalah sebuah proses kimia kompleks yang bisa sangat berbahaya. Namun hal ini memiliki banyak keuntungan. Energi nuklir adalah untuk menciptakan lebih terjangkau dibandingkan energi batu bara , dan tidak menggunakan bahan bakar sebanyak dalam proses. Hal ini juga menghasilkan limbah kurang, dan tidak menghasilkan karbon dioksida atau asap. Manfaat ini berarti bahwa energi nuklir lebih menguntungkan daripada energi batubara, sebagai produksi energi nuklir tidak memberikan kontribusi terhadap bahaya lingkungan atau efek rumah kaca. ENERGI RADIASI Dalam fisika, radiasi mendeskripsikan setiap proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam sering menghubungkan kata radiasi ionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada senjata nuklir, reaktor nuklir, dan zat radioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, cahaya inframerah, cahaya tampak, sinar ultra violet, dan X-ray), radiasi akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas. Apa yang membuat radiasi adalah bahwa energi memancarkan (yaitu, bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber. geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku untuk semua jenis radiasi. Beberapa radiasi dapat berbahaya. RADIASI IONISASI Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi partikel. Secara umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari cangkang atom elektron, yang akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat menyebabkan mutasi dan kanker. Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radioaktif peluruhan radioaktif dan sampah. Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford, Alfa, Beta, dan sinar gamma. radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana, Rutherford menggunakan sumber radioaktif dan menemukan bahwa sinar menghasilkan memukul tiga daerah yang berbeda. Salah satu dari mereka menjadi positif, salah satu dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari mereka yang negatif. Dengan data ini, Rutherford menyimpulkan radiasi yang terdiri dari tiga sinar. Beliau memberi nama yang diambil dari tiga huruf pertama dari abjad Yunani yaitu alfa, beta, dan gamma. • Radiasi alpha (α) 27
  • 28. Peluruhan Alpha adalah jenis peluruhan radioaktif di mana inti atom memancarkan partikel alpha, dan dengan demikian mengubah (atau 'meluruh') menjadi atom dengan nomor massa 4 kurang dan nomor atom 2 kurang. Namun, karena massa partikel yang tinggi sehingga memiliki sedikit energi dan jarak yang rendah, partikel alfa dapat dihentikan dengan selembar kertas (atau kulit). • Radiasi beta (β) peluruhan beta adalah jenis peluruhan radioaktif di mana partikel beta (elektron atau positron) dipancarkan. Radiasi beta-minus (β⁻)terdiri dari sebuah elektron yang penuh energi. radiasi ini kurang terionisasi daripada alfa, tetapi lebih daripada sinar gamma. Elektron seringkali dapat dihentikan dengan beberapa sentimeter logam. radiasi ini terjadi ketika peluruhan neutron menjadi proton dalam nukleus, melepaskan partikel beta dan sebuah antineutrino. Radiasi beta plus (β+) adalah emisi positron. Jadi, tidak seperti β⁻, peluruhan β+ tidak dapat terjadi dalam isolasi, karena memerlukan energi, massa neutron lebih besar daripada massa proton. peluruhan β+ hanya dapat terjadi di dalam nukleus ketika nilai energi yang mengikat dari nukleus induk lebih kecil dari nukleus. Perbedaan antara energi ini masuk ke dalam reaksi konversi proton menjadi neutron, positron dan antineutrino, dan ke energi kinetik dari partikel-partikel • Radia • si gamma (γ) Radiasi gamma atau sinar gamma adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Radiasi gamma terdiri dari foton dengan frekuensi lebih besar dari 1019 Hz. Radiasi gamma bukan elektron atau neutron sehingga tidak dapat dihentikan hanya dengan kertas atau udara, penyerapan sinar gamma lebih efektif pada materi dengan nomor atom dan kepadatan yang tinggi. Bila sinar gamma bergerak melewati sebuah materi maka penyerapan radiasi gamma proporsional sesuai dengan ketebalan permukaan materi tersebut. Radiasi non-ionisasi Radiasi non-ionisasi, sebaliknya, mengacu pada jenis radiasi yang tidak membawa energi yang cukup per foton untuk mengionisasi atom atau molekul. Ini terutama mengacu pada bentuk energi yang lebih rendah dari radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, gelombang mikro, radiasi terahertz, cahaya inframerah, dan cahaya yang tampak). Dampak dari bentuk radiasi pada jaringan hidup hanya baru- baru ini telah dipelajari. Alih-alih membentuk ion berenergi ketika melewati materi, radiasi elektromagnetik memiliki energi yang cukup hanya untuk mengubah rotasi, 28
  • 29. getaran atau elektronik konfigurasi valensi molekul dan atom. Namun demikian, efek biologis yang berbeda diamati untuk berbagai jenis radiasi non-ionisasi • Radiasi Neutron Radiasi Neutron adalah jenis radiasi non-ion yang terdiri dari neutron bebas. Neutron ini bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi fisi nuklir, proses fusi nuklir, atau dari reaksi nuklir lainnya. Ia tidak mengionisasi atom dengan cara yang sama bahwa partikel bermuatan seperti proton dan elektron tidak (menarik elektron), karena neutron tidak memiliki muatan. Namun, neutron mudah bereaksi dengan inti atom dari berbagai elemen, membuat isotop yang tidak stabil dan karena itu mendorong radioaktivitas dalam materi yang sebelumnya non-radioaktif. Proses ini dikenal sebagai aktivasi neutron. • Radiasi elektromagnetik Radiasi elektromagnetik mengambil bentuk gelombang yang menyebar dalam udara kosong atau dalam materi. Radiasi EM memiliki komponen medan listrik dan magnetik yang berosilasi pada fase saling tegak lurus dan ke arah propagasi energi. Radiasi elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam jenis menurut frekuensi gelombang, jenis ini termasuk (dalam rangka peningkatan frekuensi): gelombang radio, gelombang mikro, radiasi terahertz, radiasi inframerah, cahaya yang terlihat, radiasi ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma. Dari jumlah tersebut, gelombang radio memiliki panjang gelombang terpanjang dan sinar gamma memiliki terpendek. Sebuah jendela kecil frekuensi, yang disebut spektrum yang dapat dilihat atau cahaya, yang dilihat dengan mata berbagai organisme, dengan variasi batas spektrum sempit ini. EM radiasi membawa energi dan momentum, yang dapat disampaikan ketika berinteraksi dengan materi. • Cahaya Cahaya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang terlihat oleh mata manusia (sekitar 400-700 nm), atau sampai 380-750 nm. Lebih luas lagi, fisikawan menganggap cahaya sebagai radiasi elektromagnetik dari semua panjang gelombang, baik yang terlihat maupun tidak. • Radiasi termal Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. radiasi infra merah dari radiator rumah tangga biasa atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti panas dan cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal dihasilkan ketika panas dari pergerakan partikel bermuatan dalam atom diubah menjadi radiasi elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari radiasi termal adalah distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda hitam asli yang diberikan oleh hukum radiasi Planck. hukum Wien memberikan 29
  • 30. frekuensi paling mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan hukum Stefan- Boltzmann memberikan intensitas panas. Penggunaan • Dalam kedokteran Radiasi dan zat radioaktif digunakan untuk diagnosis, pengobatan, dan penelitian. sinar X, misalnya, melalui otot dan jaringan lunak lainnya tapi dihentikan oleh bahan padat. Properti sinar X ini memungkinkan dokter untuk menemukan tulang rusak dan untuk menemukan kanker yang mungkin tumbuh dalam tubuh. Dokter juga menemukan penyakit tertentu dengan menyuntikkan zat radioaktif dan pemantauan radiasi yang dilepaskan sebagai bergerak melalui substansi tubuh. • Dalam Komunikasi Semua sistem komunikasi modern menggunakan bentuk radiasi elektromagnetik. Variasi intensitas radiasi berupa perubahan suara, gambar, atau informasi lain yang sedang dikirim. Misalnya, suara manusia dapat dikirim sebagai gelombang radio atau gelombang mikro dengan membuat gelombang bervariasi sesuai variasi suara. • Dalam iptek Para peneliti menggunakan atom radioaktif untuk menentukan umur bahan yang dulu bagian dari organisme hidup. Usia bahan tersebut dapat diperkirakan dengan mengukur jumlah karbon radioaktif mengandung dalam proses yang disebut penanggalan radiokarbon. Kalangan ilmuwan menggunakan atom radioaktif sebagai atom pelacak untuk mengidentifikasi jalur yang dilalui oleh polutan di lingkungan. Radiasi digunakan untuk menentukan komposisi bahan dalam proses yang disebut analisis aktivasi neutron. Dalam proses ini, para ilmuwan membombardir contoh zat dengan partikel yang disebut neutron. Beberapa atom dalam sampel menyerap neutron dan menjadi radioaktif. Para ilmuwan dapat mengidentifikasi elemen-elemen dalam sampel dengan mempelajari radiasi yang dilepaskan. ENERGI SURYA Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi, dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan, akses ke energi yang andal dan terjangkau merupakan pra-syarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat. Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi 30
  • 31. angin dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar. Energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia. Kondisi Umum Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai potensi energi surya yang cukup besar. Berdasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 10%; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5,1 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potesi angin rata-rata Indonesia sekitar 4,8 kWh/m 2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%. Untuk memanfaatkan potensi energi surya tersebut, ada 2 (dua) macam teknologi yang sudah diterapkan, yaitu teknologi energi surya termal dan energi surya fotovoltaik. Energi surya termal pada umumnya digunakan untuk memasak (kompor surya), mengeringkan hasil pertanian (perkebunan, perikanan, kehutanan, tanaman pangan) dan memanaskan air. Energi surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik, pompa air, televisi, telekomunikasi, dan lemari pendingin di Puskesmas dengan kapasitas total ± 6 MW. Ada dua macam teknologi energi surya yang dikembangkan, yaitu: * Teknologi energi surya fotovoltaik; * Teknologi energi surya termal. 1. TEKNOLOGI ENERGI SURYA FOTOVOLTAIK Teknologi dan Kemampuan Nasional Pemanfaatan energi surya khususnya dalam bentuk SHS (solar home systems ) sudah mencapai tahap semi komersial. Komponen utama suatu SESF adalah:  Sel fotovoltaik yang mengubah penyinaran matahari menjadi listrik, masih impor, namun untuk laminating menjadi modul surya sudah dkuasai;  Balance of system (BOS) yang meliputi controller, inverter , kerangka modul, peralatan listrik, seperti kabel, stop kontak, dan lain-lain, teknologinya sudah dapat dikuasai;  Unit penyimpan energi (baterai) sudah dapat dibuat di dalam negeri;  Peralatan penunjang lain seperti: inverter untuk pompa, sistem terpusat, sistem hibrid, dan lain-lain masih diimpor. Kandungan lokal modul fotovoltaik termasuk pengerjaan enkapsulasi dan framing sekitar 25%, sedangkan sel fotovoltaik masih harus diimpor. Balance of System (BOS) masih bervariasi tergantung sistem desainnya. Kandungan lokal dari BOS diperkirakan telah mencapai diatas 75%. 31
  • 32. Sasaran Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia • Sasaran pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut: Semakin berperannya pemanfaatan energi surya fotovoltaik dalam penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga pada tahun 2020 kapasitas terpasangnya menjadi 25 MW. • Semakin berperannya pemanfaatan energi surya di daerah perkotaan. • Semakin murahnya harga energi dari solar photovoltaic , sehingga tercapai tahap komersial. • Terlaksananya produksi peralatan SESF dan peralatan pendukungnya di dalam negeri yang mempunyai kualitas tinggi dan berdaya saing tinggi. Strategi Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia Strategi pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut: • Mendorong pemanfaatan SESF secara terpadu, yaitu untuk keperluan penerangan (konsumtif) dan kegiatan produktif.Mengembangan SESF melalui dua pola, yaitu pola tersebar dan terpusat yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pola tersebar diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar dengan jarak yang cukup jauh, sedangkan pola terpusat diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk terpusat. • Mengembangkan pemanfaatan SESF di perdesaan dan perkotaan. • Mendorong komersialisasi SESF dengan memaksimalkan keterlibatan swasta. • Mengembangkan industri SESF dalam negeri yang berorientasi ekspor. • Mendorong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efisien dengan melibatkan dunia perbankan. Program Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia Program pengembangan energi surya fotovoltaik adalah sebagai berikut: • Mengembangkan SESF untuk program listrik perdesaan, khususnya untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah yang jauh dari jangkauan listrik PLN. • Meningkatkan penggunaan teknologi hibrida, khususnya untuk memenuhi kekurangan pasokan tenaga listrik dari isolated PLTD. • Mengganti seluruh atau sebagian pasokan listrik bagi pelanggan Sosial Kecil dan Rumah Tangga Kecil PLN dengan SESF. Pola yang diusulkan adalah: • Memenuhi semua kebutuhan listrik untuk pelanggan S1 dengan batas daya 220 VA; • Memenuhi semua kebutuhan untuk pelanggan S2 dengan batas daya 450 VA; • Memenuhi 50 % kebutuhan listrik untuk pelanggan S2 dengan batas daya 900 VA; • Memenuhi 50 % kebutuhan untuk pelanggan R1 dengan batas daya 450 VA. • Mendorong penggunaan SESF pada bangunan gedung, khususnya Gedung Pemerintah. • Mengkaji kemungkinan pendirian pabrik modul surya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan kemungkinan ekspor. 32
  • 33. Mendorong partisipasi swasta dalam pemanfaatan energi surya fotovoltaik. • Melaksanakan kerjasama dengan luar negeri untuk pembangunan SESF skala besar. Peluang Pemanfaatan Fotovoltaik Kondisi geografis Indonesia yang terdiri atas pulau-pulau yang kecil dan banyak yang terpencil menyebabkan sulit untuk dijangkau oleh jaringan listrik yang bersifat terpusat. Untuk memenuhi kebutuhan energi di daerah-daerah semacam ini, salah satu jenis energi yang potensial untuk dikembangkan adalah energi surya. Dengan demikian, energi surya dapat dimanfaatkan untuk p enyedian listrik dalam rangka mempercepat rasio elektrifikasi desa. Selain dapat digunakan untuk program listrik perdesaan, peluang pemanfaatan energi surya lainnnya adalah: • Lampu penerangan jalan dan lingkungan; • Penyediaan listrik untuk rumah peribadatan. SESF sangat ideal untuk dipasang di tempat-tempat ini karena kebutuhannya relatif kecil. Dengan SESF 100 / 120Wp sudah cukup untuk keperluan penerangan dan pengeras suara; • Penyediaan listrik untuk sarana umum. Dengan daya kapasitas 400 Wp sudah cukup untuk memenuhi listrik sarana umum; • Penyediaan listrik untuk sarana pelayanan kesehatan, seperti: rumah sakit, Puskesmas, Posyandu, dan Rumah Bersalin; • Penyediaan listrik untuk Kantor Pelayanan Umum Pemerintah. Tujuan pemanfaatan SESF pada kantor pelayanan umum adalah untuk membantu usaha konservasi energi dan mambantu PLN mengurangi beban puncak disiang hari; • Untuk pompa air ( solar power supply for waterpump ) yang digunakan untuk pengairan irigasi atau sumber air bersih (air minum). Kendala Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia • Kendala yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah: • Harga modul surya yang merupakan komponen utama SESF masih mahal mengakibatkan harga SESF menjadi mahal, sehingga kurangnya minat lembaga keuangan untuk memberikan kredit bagi pengembangan SEEF; • Sulit untuk mendapatkan suku cadang dan air accu , khususnya di daerah perdesaan, menyebabkan SESF cepat rusak; • Pemasangan SESF di daerah perdesaan pada umumnya tidak memenuhi standar teknis yang telah ditentukan, sehingga kinerja sistem tidak optimal dan cepat rusak.; • Pada umumnya, penerapan SESF dilaksanakan di daerah perdesaan yang sebagian besar daya belinya masih rendah, sehingga pengembangan SESF sangat tergantung pada program Pemerintah; • Belum ada industri pembuatan sel surya di Indonesia, sehingga ketergantungan pada impor sangat tinggi. Akibatnya, dengan menurunnya nilai tukar rupiah terhadap dolar menyebabkan harga modul surya menjadi semakin mahal. 33
  • 34. 2. TEKNOLOGI ENERGI SURYA TERMAL Selama ini, pemanfaatan energi surya termal di Indonesia masih dilakukan secara tradisional. Para petani dan nelayan di Indonesia memanfaatkan energi surya untuk mengeringkan hasil pertanian dan perikanan secara langsung. Teknologi dan Kemampuan Nasional Berbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga 60 o C) dan skala menengah (temperatur kerja antara 60 hingga 120 o C) telah dikuasai dari rancang-bangun, konstruksi hingga manufakturnya secara nasional. Secara umum, teknologi surya termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga madya. Beberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel pertukangan kayu/besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh industri manufaktur nasional. Beberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya seperti sistem atau unit berikut:  Pengering pasca panen (berbagai jenis teknologi);  Pemanas air domestic;  Pemasak/oven;  Pompa air (dengan Siklus Rankine dan fluida kerja Isopentane );  Penyuling air ( Solar Distilation/Still );  Pendingin (radiatif, absorpsi, evaporasi, termoelektrik, kompressip, tipe jet);  Sterilisator surya;  Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan titik didih rendah. Untuk skala kecil dan teknologi yang sederhana, kandungan lokal mencapai 100 %, sedangkan untuk sistem dengan skala industri (menengah) dan menggunakan teknologi tinggi (seperti pemakaian Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe ), kandungan lokal minimal mencapai 50%. Sasaran Pengembangan Energi Surya Termal Sasaran pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut: Meningkatnya kapasitas terpasang sistem energi surya termal, khususnya untuk pengering hasil pertanian, kegiatan produktif lainnya, dan sterilisasi di Puskesmas. Tercapainya tingkat komersialisasi berbagai teknologi energi surya thermal dengan kandungan lokal yang tinggi. Strategi Pengembangan Energi Surya Termal 34
  • 35.  Strategi pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut: Mengarahkan pemanfaatan energi surya termal untuk kegiatan produktif, khususnya untuk kegiatan agro industri.  Mendorong keterlibatan swasta dalam pengembangan teknologi surya termal.  Mendor ong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efektif.  Mendorong keterlibatan dunia usaha untuk mengembangkan surya termal.  Program Pengembangan Energi Surya Termal Program pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut : Melakukan inventarisasi, identifikasi dan pemetaan potensi serta aplikasi teknologi fototermik secara berkelanjutan. Melakukan diseminasi dan alih teknologi dari pihak pengembang kepada pemakai (agro-industri, gedung komersial, dan lain-lain) dan produsen nasional (manufaktur, bengkel mekanik, dan lain-lain) melalui forum komunikasi, pendidikan dan pelatihan dan proyek-proyek percontohan.  Melaksanakan standarisasi nasional komponen dan sistem teknologi fototermik.  Mengkaji skema pembiayaan dalam rangka pengembangan manufaktur nasional.  Meningkatkan kegiatan penelitian dan pengembangan untuk berbagai teknologi fototermik.  Meningkatkan produksi lokal secara massal dan penjajagan untuk kemungkinan ekspor.  Pengembangan teknologi fototermik suhu tinggi, seperti: pembangkitan listrik, mesin stirling , dan lain-lain. Peluang Pemanfaatan Energi Surya Termal Prospek teknologi energi surya termal cukup besar, terutama untuk mendukung peningkatan kualitas pasca-panen komoditi pertanian, untuk bangunan komersial atau perumahan di perkotaan.  Prospek pemanfaatannya dalam sektor-sektor masyarakat cukup luas, yaitu:  Industri, khususnya agro-industri dan industri pedesaan, yaitu untuk penanganan pasca-panen hasil-hasil pertanian, seperti: pengeringan (komoditi pangan, perkebunan, perikanan/peternakan, kayu olahan) dan juga pendinginan (ikan, buah dan sayuran);  Bangunan komersial atau perkantoran, yaitu: untuk pengkondisian ruangan ( Solar Passive Building , AC) dan pemanas air;  Rumah tangga, seperti: untuk pemanas air dan oven/ cooker ;  PUSKESMAS terpencil di pedesaan, yaitu: untuk sterilisator, refrigerator vaksin dan pemanas air. Kendala Pengembangan Energi Surya Termal Kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan surya termal adalah: 35
  • 36.  Teknologi energi surya termal untuk memasak dan mengeringkan hasil pertanian masih sangat terbatas. Akan tetapi, sebagai pemanas air, energi surya termal sudah mencapai tahap komersial. Teknologi surya termal masih belum berkembang karena sosialisasi ke masyarakat luas masih sangat rendah;  Daya beli masyarakat rendah, walaupun harganya relatif murah; DAFTAR PUSTAKA - http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2110373-macam-macam-energi/ - http://basicsphysics.blogspot.com/2008/12/energi-potensial.html - http://id.wikipedia.org/wiki/Energi_potensial - http://organisasi.org/pengertian_energi_potensial_kinetik_dan_hukum_kekeka lan_energi_fisika - http://www.scribd.com/doc/18097265/11-Bab-10-Energi-Dan-Perubahan - http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2196129-pengertian-energi- kinetik/#ixzz1hXbVWjcx - http://basicsphysics.blogspot.com/2008/12/energi-mekanik.html - http://pelangicelullarbatumarta.blogspot.com/2010/10/makalah-ilmu-alamiah- dasar-materi-dan.html - http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en %7Cid&u=http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/chemener.html - http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en %7Cid&u=http://www.ifpaenergyconference.com/Electrical-Energy.html - http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en %7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ifpaenergyconference.com /Nuclear-Energy.html&usg=ALkJrhgvRyQ1Gz-YfjnwcgnO6usGtY3C9g - http://www.scribd.com/doc/47462435/Energi-Bunyi 36