TANPA ENERGI tidak akan terdapat apa pun. Matahari, angin, sungai dan bahkan kehidupan tidak akan ada. Energi terdapat di mana-mana, dan energi yang berubah dari satu bentuk ke bentuk lain ini melatarbelakangi setiap kejadian. Energi, yang didefinisikan sebagai kemampuan untuk menjadikan segala sesuatu, tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan.
Tumbuhan dan satwa memperoleh energi dari alam untuk pertumbuhan dan kelestariannya. Manusia, sebagai makhluk paling pandai, telah mengembangkan cara-cara penggunaan energi yang tersedia untuk meningkatkan gaya hidup mereka. Orang-orang pada zaman dahulu menggunakan energi yang berasal dari api. Mereka juga mengembangakan alat untuk lebih mendayagunakan energi yang berasal dari otot mereka. Namun, orang-orang pada zaman dahulu belum memahami peranan energi dalam hidup mereka. Sebenarnya, pemahaman terhadap energi baru berkembang beberapa abad terakhir saja.
Jenis-Jenis Energi
1. Energi Otot
Pada zaman dahulu orang menggunakan energi dari otot mereka sendiri untuk melakukan pekerjaan seperti mengumpulkan makanan dan membangun tempat perlindungan. Untuk lebih memanfaatkan serta mendayagunakan energi otot, orang-orang pada zaman dahulu membuat peralatan sederhana. Peralatan itu pada mulanya dibuat dari kayu dan batu, tetapi ketika teknik peleburan berkembang peranti logam mulai dikenal orang.
Sumber lain kekuatan otot dapat ditemukan pada binatang. Satu binatang besar, seperti sapi, dapat tujuh kali lebih perkasa daripada satu orang. Binatang dimanfaatkan tenaganya secara langsung untuk mengangkut orang dan barang-barang, dan digunakan bersama dengan peralatan serta mesin sederhana untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan yang lebih rumit, seperti membajak sawah dan memompa air untuk irigasi. Dengan memanfaatkan jenis energi otot ini orang lebih berkesempatan mengembangkan keterampilan dan kegiatan lain.
2. Energi Api
Manusia sudah memanfaatkan api sejak beribu-ribu tahun silam, walaupun tanggal penemuan ataupun penggunaan untuk pertama kalinya tidak diketahui. Namun, ternyata para penghuni gua pada akhir Zaman Batu menghangatkan tempat tinggal mereka dengan apu yang mereka biarkan hidup terus-menerus selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Sejak saat itu, orang mengetahui pemanfaatan energi api untuk berbagai keperluan: dari memasak makanan dan menerangi sampai melebur bijih logam, membakar gerabah, dan membuat kaca.
Sebagian besar energi api berupa energi panas yang dilepaskan ketika terjadi pembakaran. Bahan bakar yang pertama-tama dikenal adalah kayu bakar, sedangkan arang yang diperoleh dari pembakaran kayu di tempta tertutup, ternyata dapat menjadi bahan bakar yang mempunyai bara lebih panas. Pembakaran arang menggunakan pengembus yang berfungsi menambah pasok udara menghasilkan panas yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan ekstraksi logam dari bijihnya. Atom logam dalam bijih logam biasanya terikat erat pada atom oksigen, dan energi api diperlukan untuk memisahkannya menjadi oksigen dan logam murni. Walaupun kebanyakan energi yang dihasilkan api berupa panas, terdapat pula energi berbentuk cahaya dan bunyi yang juga dikeluarkan olehnya. Oleh karena itu, api dapat dilihat, dirasakan, dan didengar.
3. Energi Angin dan Air
Pada zaman dahulu orang dapat mengetahui adanya kekuatan yang luar biasa yang berasal dari gerakan alami angin dan air. Walaupun mereka tidak memiliki pemahaman ilmiah terhadap energi, mereka menyadari kemampuan mereka dalam mengendalikan kekuatan alam ini untuk melakukan pekerjaan berat. Peradaban kuno menggunakan 'energi mekanis' untuk melakukan pekerjaan, seperti mengangkat, menumbuk bebijian, membangun, dan mengangkut orang serta barang.
Energi mekanik ini dapat diperoleh dari angin dan air yang mengalir. Embusan angin dan aliran air merupakan contoh energi alam paling nyata di Bumi ini, tetapi energi tadi pada mulanya berasal dari Matahari. Angin yang memutar daun-daun kincir angin dan meniup layar-layar perahu disebabkan oleh Matahari yang memanaskan Bumi. Hujan yang turun dari langit pada mulanya adalah air laut, danau, atau sungai yang menguap ke atmosfer dikarenakan energi Matahari.
Tenaga Air
Kincir air sudah digunakan untuk keperluan irigasi sejak 600 SM, tetapi tenaga air baru mulai dimanfaatkan untuk menggiling jagung lebih kurang 100 SM di berbagai belahan dunia. Jenis kincir air yang digunakan tergantung pada kecepatan arus atau aliran sungai. Sejak saat itu, penggunaan tenaga air dikembangkan dengan berbagai cara, dan tenaga ini masih menjadi pilihan penting di samping tenaga yang berasal dari bahan bakar fosil.
Tenaga Angin
Angin adalah salah satu bentuk tenaga yang paling lama dikenal dan dimanfaatkan orang. Angin sudah digunakan untuk menjalankan perahu layar sejak 3500 SM. Di darat, kincir angin pertama kiranya sudah mulai digunakan di Persia sejak kira-kira tahun 700 M
4. Energi Potensial
Sebutir telur yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu akan jatuh, dan tentunya akan pecah. Sebelum telur dijatuhkan, ia mengandung 'potensi' jatuh. Orang tahu bahwa telur yang dijatuhkan dari suatu ketinggian akan jatuh; kebanyakan orang juga menyadari bahwa semakin tinggi tempat serta semakin berat telur, semakin besar kemungkinan telur tadi pecah. Namun, dari mana asal kemungkinan telur jatuh? Barangkali, seseorang telah mengangkatnya ke atas dengan bekerja melawan gravitasi menggunakan energi otot yang berasal dari makanan yang ia makan.
Energi potensial tersimpan jika suatu benda bergerak dengan arah berlawanan dari kekuatan yang bekerja pada benda tadi. Jadi, pemoloran sehelai pita elastik menyimpan energi potensial karena molekul elastis bergerak merenggang, melawan daya antar-molekul yang saling kait. Banyak bentuk energi potensial; banyak pula bentuk energi yang dihasilkan olehnya. Namun, jumlah keseluruhan energi selalu sama.
5. Energi Panas
Selama abad ke-17 dan 18 terjadi perbedaan pendapat mengenai hakikat panas sebenarnya. Di satu pihak, orang mengira bahwa panas adalah zat alir, yang disebut 'kalori', yang mengalir dari benda panas ke benda dingin. Di pihak lain, orang menganggap bahwa panas merupakan gerak partikel membentuk zat. Joseph Black (1728-1799), seorang kimiawan Skotlandia yang mendukung teori kalori tentang panas, yakin bahwa 'suhu' merupakan konsentrasi kalori dalam suatu benda. Ia kemudian menemukan ilmu baru yang disebut 'kalorimetri'. Namun, serangkaian percobaan yang melibatkan gesekan memperlihatkan bahwa panas dapat dihasilkan dari energi otot. Hal ini mengakhiri perdebatan mengenai teori kalori.
Akhirnya, panas dipertunjukkan sebagai suatu bentuk energi oleh James Joule dengan percobaannya. Dengan demikian, lahirlah Termodinamika yaitu ilmu tentang panas sebagai energi. Kini diketahui bahwa panas hanyalah energi gerak yang berasal dari atom dan molekul benda bergerak yang tidak terhitung jumlahnya. Semakin panas suatu benda, semakin cepat gerak atom dan molekulnya.
Termodinamika
Panas memiliki sifat-sifat yang dapat diprakirakan. Misalnya, apabila es dimasukkan ke dalam air panas, ia akan mencair. Panas - dan bentuk-bentuk energi lainnya - bekerja seolah mengikuti 'hukum' yang membatasi perilakunya. Kajian tentang panas sebagai suatu bentuk energi dinamakan termodinamika. Hukum 'termodinamika' diselidiki selama pertengahan abad ke-19. 'Hukum kekekalan energi' menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Ini merupakan hukum pertama termodinamika.
Bentuk energi apa pun dapat diubah seluruhnya menjadi panas. Namun, apabila energi panas diubah menjadi bentuk-bentuk lain, tidak pernah semuanya dapat berubah. Sebagian selalu tetap tinggal sebagai panas, dan suhu selalu tetap. Ini adalah hukum kedua termodinamika. Sifat-sifat energi panas dapat dijelaskan dengan kenyataan bahwa ia merupakan gerakan partikel zat atom dan molekul. Suhu zat adalah rerata energi seluruh partikelnya. Sebagai perpindahan panas di antara dua zat yang bersentuhan, konduksi terjadi karena partikel benda panas memindahkan sebagian energinya ke partikel-partikel benda yang lebih dingin.
6. Energi Uap
Ketika uap mengembun, atau kembali menjadi air, tiba-tiba ia menempati ruang (rongga) yang jauh lebih kecil daripada sebelumnya. Jika sebuah piston dipasang di antara uap yang sedang mengembun dan udara, ia akan bergerak karena udara mendorongnya untuk mengisi rongga yang kosong. Dengan menghubungkan piston ke pompa, energi udara tadi dapat digunakan untuk memompa air dari tambang yang kebanjiran.
Sebelum ada mesin uap, banjir di kawasan penambang batu bara diatasi dengan menggunakan pompa yang digerakkan binatang atau kincir air. Mesin uap pertama yang mudah dijalankan mulai digunakan pada tahun 1712 oleh penemu Inggris, Thomas Newcomen (1663-1729). Mesin uap ciptaannya sangat sukses, tetapi rancang bangunnya dikembangkan jauh lebih baik oleh James Watt dari Skotlandia. James Watt lebih mengefisienkan mesin uap, dan merancangnya untuk menghasilkan gerakan putar, yang dapat menjalankan berbagai mesin selain pompa.
7. Energi Massa
Menjelang akhir abad ke-19 para ilmuwan mengira bahwa energi sudah mereka pahami dengan baik. Pada tahun 1905 Albert Einstein (1879-1955) menentang pandangan yang sudah diterima di seluruh dunia ini. Pada tahun ini, ia menulis tiga makalah sangat penting. Salah satu makalah menjelaskan efek fotoelektrik dan satunya lagi membahas energi panas. Makalah yang paling terkenal membicarakan Teori Khusus tentang Relativitas. Dalam makalah ini ia memusatkan perhatian pada kenyataan bahwa kecepatan cahaya adalah tetap. Ia menutup makalahnya dengan kesimpulan-kesimpulan yang mengejutkan. Salah satu kesimpulannya ialah bahwa energi mengandung massa, dan bahwa massa tentunya merupakan suatu bentuk energi.
Persamaan ciptaan Einstein yang mengagumkan, yaitu E = mc2, memberikan gagasan energi massa ini secara matematis. E adalah perubahan energi, c adalah kecepatan sinar, dan m massa terkait. Menurut gagasan ini, apabila beban seberat 1 ton diangkat setinggi 1 m (3,2 kaki), ia memperoleh massa 0,0000000001 g (0,000000000004 ons). Perubahan massa ini demikian kecil sehingga hanya dapat diukur apabila melibatkan jumlah energi yang amat besar, seperti dalam reaksi nuklir.
8. Energi Inti Atom
Sejak awal tahun 1900-an para ilmuwan tahu bahwa atom pembentuk materi terdiri atas inti kecil yang dikelilingi oleh elektron. Inti itu ternyata terdiri atas partiketl-partikel yang terikat erat, yang dinamakan proton dan neutron. Elektron terikat di dalam atom oleh elektromagnetisme, tetapi kekuatan yang mencengkeram inti jauh lebih besar. Kekuatan ini menjadi kunci energi nuklir. Ada dua cara utama untuk membebaskan energi ini: fisi dan fusi. Pada masing-masing cara terjadi reaksi di dalam inti atom, dan materi tertinggal setelah reaksi itu bermassa lebih kecil daripada sebelumnya. Sebelum massa yang 'hilang' berubah menjadi energi, yang beberapa di antaranya dibebaskan sebagai radiasi elektromagnetik energi besar. Sisanya menjadi panas, yang dapat digunakan untuk menghancurkan apa pun, dalam senjata nuklir, atau untuk membangkitkan tenaga listrik, dalam reaktor nuklir.
9. Energi Surya
Matahari sangat penting bagi manusia karena memberikan panas dan cahaya. Namun, orang-orang pada zaman dahulu belum tahu pentingnya Matahari sebagai pemberi seluruh energi yang diterima Bumi. Tanpa energi yang sampai ke Bumi melalui ruang angkasa, tidak akan ada kehidupan flora dan satwa di planet ini. Energi dari kebanyakan sumber energi pengganti, seperti energi angin, pada mulanya berasal dari Matahari. Energi surya, yang tersimpan dalam tanaman jutaan tahun silam jugalah, yang terlepas ketika bahan bakar fosil dibakar. Bumi hanya menerima sangat sedikit dari energi surya yang amat besar jumlahnya. Energi ini berasal dari reaksi fusi jauh di dalam pusatnya. Matahari mengeluarkan energi berjumlah besar, yang mengandung massa, sehingga berat Matahari berkurang jutaan ton setiap detik.
10. Energi Pengganti
Permintaan akan energi selama seratus tahun terakhir sangatlah besar. Banyak masalah ditimbulkan oleh penggunaan bahan bakar fosil dengan jumlah sebanyak yang digunakan dewasa ini. Masalah ini dapat diatasi dengan dua cara. Pertama, orang dapat lebih menghemat pasok bahan bakar fosil dengan mengurangi keborosan. Kedua, orang dapat memanfaatkan energi yang berasal dari sumber pengganti. Salah satu pengganti bahan bakar fosil adalah energi nuklir, tetapi penggunaan ini menimbulkan masalah tersendiri pula. Energi surya, hidroelektrik, dan geotermal adalah contoh sumber energi yang dapat diperbarui, atau tidak dapat habis, berbeda dengan bahan bakar fosil.
Sumber: JENDELA IPTEK - BALAI PUSTAKA JAKARTA
Tumbuhan dan satwa memperoleh energi dari alam untuk pertumbuhan dan kelestariannya. Manusia, sebagai makhluk paling pandai, telah mengembangkan cara-cara penggunaan energi yang tersedia untuk meningkatkan gaya hidup mereka. Orang-orang pada zaman dahulu menggunakan energi yang berasal dari api. Mereka juga mengembangakan alat untuk lebih mendayagunakan energi yang berasal dari otot mereka. Namun, orang-orang pada zaman dahulu belum memahami peranan energi dalam hidup mereka. Sebenarnya, pemahaman terhadap energi baru berkembang beberapa abad terakhir saja.
Jenis-Jenis Energi
1. Energi Otot
Pada zaman dahulu orang menggunakan energi dari otot mereka sendiri untuk melakukan pekerjaan seperti mengumpulkan makanan dan membangun tempat perlindungan. Untuk lebih memanfaatkan serta mendayagunakan energi otot, orang-orang pada zaman dahulu membuat peralatan sederhana. Peralatan itu pada mulanya dibuat dari kayu dan batu, tetapi ketika teknik peleburan berkembang peranti logam mulai dikenal orang.
Sumber lain kekuatan otot dapat ditemukan pada binatang. Satu binatang besar, seperti sapi, dapat tujuh kali lebih perkasa daripada satu orang. Binatang dimanfaatkan tenaganya secara langsung untuk mengangkut orang dan barang-barang, dan digunakan bersama dengan peralatan serta mesin sederhana untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan yang lebih rumit, seperti membajak sawah dan memompa air untuk irigasi. Dengan memanfaatkan jenis energi otot ini orang lebih berkesempatan mengembangkan keterampilan dan kegiatan lain.
2. Energi Api
Manusia sudah memanfaatkan api sejak beribu-ribu tahun silam, walaupun tanggal penemuan ataupun penggunaan untuk pertama kalinya tidak diketahui. Namun, ternyata para penghuni gua pada akhir Zaman Batu menghangatkan tempat tinggal mereka dengan apu yang mereka biarkan hidup terus-menerus selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Sejak saat itu, orang mengetahui pemanfaatan energi api untuk berbagai keperluan: dari memasak makanan dan menerangi sampai melebur bijih logam, membakar gerabah, dan membuat kaca.
Sebagian besar energi api berupa energi panas yang dilepaskan ketika terjadi pembakaran. Bahan bakar yang pertama-tama dikenal adalah kayu bakar, sedangkan arang yang diperoleh dari pembakaran kayu di tempta tertutup, ternyata dapat menjadi bahan bakar yang mempunyai bara lebih panas. Pembakaran arang menggunakan pengembus yang berfungsi menambah pasok udara menghasilkan panas yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan ekstraksi logam dari bijihnya. Atom logam dalam bijih logam biasanya terikat erat pada atom oksigen, dan energi api diperlukan untuk memisahkannya menjadi oksigen dan logam murni. Walaupun kebanyakan energi yang dihasilkan api berupa panas, terdapat pula energi berbentuk cahaya dan bunyi yang juga dikeluarkan olehnya. Oleh karena itu, api dapat dilihat, dirasakan, dan didengar.
3. Energi Angin dan Air
Pada zaman dahulu orang dapat mengetahui adanya kekuatan yang luar biasa yang berasal dari gerakan alami angin dan air. Walaupun mereka tidak memiliki pemahaman ilmiah terhadap energi, mereka menyadari kemampuan mereka dalam mengendalikan kekuatan alam ini untuk melakukan pekerjaan berat. Peradaban kuno menggunakan 'energi mekanis' untuk melakukan pekerjaan, seperti mengangkat, menumbuk bebijian, membangun, dan mengangkut orang serta barang.
Energi mekanik ini dapat diperoleh dari angin dan air yang mengalir. Embusan angin dan aliran air merupakan contoh energi alam paling nyata di Bumi ini, tetapi energi tadi pada mulanya berasal dari Matahari. Angin yang memutar daun-daun kincir angin dan meniup layar-layar perahu disebabkan oleh Matahari yang memanaskan Bumi. Hujan yang turun dari langit pada mulanya adalah air laut, danau, atau sungai yang menguap ke atmosfer dikarenakan energi Matahari.
Tenaga Air
Kincir air sudah digunakan untuk keperluan irigasi sejak 600 SM, tetapi tenaga air baru mulai dimanfaatkan untuk menggiling jagung lebih kurang 100 SM di berbagai belahan dunia. Jenis kincir air yang digunakan tergantung pada kecepatan arus atau aliran sungai. Sejak saat itu, penggunaan tenaga air dikembangkan dengan berbagai cara, dan tenaga ini masih menjadi pilihan penting di samping tenaga yang berasal dari bahan bakar fosil.
Tenaga Angin
Angin adalah salah satu bentuk tenaga yang paling lama dikenal dan dimanfaatkan orang. Angin sudah digunakan untuk menjalankan perahu layar sejak 3500 SM. Di darat, kincir angin pertama kiranya sudah mulai digunakan di Persia sejak kira-kira tahun 700 M
4. Energi Potensial
Sebutir telur yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu akan jatuh, dan tentunya akan pecah. Sebelum telur dijatuhkan, ia mengandung 'potensi' jatuh. Orang tahu bahwa telur yang dijatuhkan dari suatu ketinggian akan jatuh; kebanyakan orang juga menyadari bahwa semakin tinggi tempat serta semakin berat telur, semakin besar kemungkinan telur tadi pecah. Namun, dari mana asal kemungkinan telur jatuh? Barangkali, seseorang telah mengangkatnya ke atas dengan bekerja melawan gravitasi menggunakan energi otot yang berasal dari makanan yang ia makan.
Energi potensial tersimpan jika suatu benda bergerak dengan arah berlawanan dari kekuatan yang bekerja pada benda tadi. Jadi, pemoloran sehelai pita elastik menyimpan energi potensial karena molekul elastis bergerak merenggang, melawan daya antar-molekul yang saling kait. Banyak bentuk energi potensial; banyak pula bentuk energi yang dihasilkan olehnya. Namun, jumlah keseluruhan energi selalu sama.
5. Energi Panas
Selama abad ke-17 dan 18 terjadi perbedaan pendapat mengenai hakikat panas sebenarnya. Di satu pihak, orang mengira bahwa panas adalah zat alir, yang disebut 'kalori', yang mengalir dari benda panas ke benda dingin. Di pihak lain, orang menganggap bahwa panas merupakan gerak partikel membentuk zat. Joseph Black (1728-1799), seorang kimiawan Skotlandia yang mendukung teori kalori tentang panas, yakin bahwa 'suhu' merupakan konsentrasi kalori dalam suatu benda. Ia kemudian menemukan ilmu baru yang disebut 'kalorimetri'. Namun, serangkaian percobaan yang melibatkan gesekan memperlihatkan bahwa panas dapat dihasilkan dari energi otot. Hal ini mengakhiri perdebatan mengenai teori kalori.
Akhirnya, panas dipertunjukkan sebagai suatu bentuk energi oleh James Joule dengan percobaannya. Dengan demikian, lahirlah Termodinamika yaitu ilmu tentang panas sebagai energi. Kini diketahui bahwa panas hanyalah energi gerak yang berasal dari atom dan molekul benda bergerak yang tidak terhitung jumlahnya. Semakin panas suatu benda, semakin cepat gerak atom dan molekulnya.
Termodinamika
Panas memiliki sifat-sifat yang dapat diprakirakan. Misalnya, apabila es dimasukkan ke dalam air panas, ia akan mencair. Panas - dan bentuk-bentuk energi lainnya - bekerja seolah mengikuti 'hukum' yang membatasi perilakunya. Kajian tentang panas sebagai suatu bentuk energi dinamakan termodinamika. Hukum 'termodinamika' diselidiki selama pertengahan abad ke-19. 'Hukum kekekalan energi' menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Ini merupakan hukum pertama termodinamika.
Bentuk energi apa pun dapat diubah seluruhnya menjadi panas. Namun, apabila energi panas diubah menjadi bentuk-bentuk lain, tidak pernah semuanya dapat berubah. Sebagian selalu tetap tinggal sebagai panas, dan suhu selalu tetap. Ini adalah hukum kedua termodinamika. Sifat-sifat energi panas dapat dijelaskan dengan kenyataan bahwa ia merupakan gerakan partikel zat atom dan molekul. Suhu zat adalah rerata energi seluruh partikelnya. Sebagai perpindahan panas di antara dua zat yang bersentuhan, konduksi terjadi karena partikel benda panas memindahkan sebagian energinya ke partikel-partikel benda yang lebih dingin.
6. Energi Uap
Ketika uap mengembun, atau kembali menjadi air, tiba-tiba ia menempati ruang (rongga) yang jauh lebih kecil daripada sebelumnya. Jika sebuah piston dipasang di antara uap yang sedang mengembun dan udara, ia akan bergerak karena udara mendorongnya untuk mengisi rongga yang kosong. Dengan menghubungkan piston ke pompa, energi udara tadi dapat digunakan untuk memompa air dari tambang yang kebanjiran.
Sebelum ada mesin uap, banjir di kawasan penambang batu bara diatasi dengan menggunakan pompa yang digerakkan binatang atau kincir air. Mesin uap pertama yang mudah dijalankan mulai digunakan pada tahun 1712 oleh penemu Inggris, Thomas Newcomen (1663-1729). Mesin uap ciptaannya sangat sukses, tetapi rancang bangunnya dikembangkan jauh lebih baik oleh James Watt dari Skotlandia. James Watt lebih mengefisienkan mesin uap, dan merancangnya untuk menghasilkan gerakan putar, yang dapat menjalankan berbagai mesin selain pompa.
7. Energi Massa
Menjelang akhir abad ke-19 para ilmuwan mengira bahwa energi sudah mereka pahami dengan baik. Pada tahun 1905 Albert Einstein (1879-1955) menentang pandangan yang sudah diterima di seluruh dunia ini. Pada tahun ini, ia menulis tiga makalah sangat penting. Salah satu makalah menjelaskan efek fotoelektrik dan satunya lagi membahas energi panas. Makalah yang paling terkenal membicarakan Teori Khusus tentang Relativitas. Dalam makalah ini ia memusatkan perhatian pada kenyataan bahwa kecepatan cahaya adalah tetap. Ia menutup makalahnya dengan kesimpulan-kesimpulan yang mengejutkan. Salah satu kesimpulannya ialah bahwa energi mengandung massa, dan bahwa massa tentunya merupakan suatu bentuk energi.
Persamaan ciptaan Einstein yang mengagumkan, yaitu E = mc2, memberikan gagasan energi massa ini secara matematis. E adalah perubahan energi, c adalah kecepatan sinar, dan m massa terkait. Menurut gagasan ini, apabila beban seberat 1 ton diangkat setinggi 1 m (3,2 kaki), ia memperoleh massa 0,0000000001 g (0,000000000004 ons). Perubahan massa ini demikian kecil sehingga hanya dapat diukur apabila melibatkan jumlah energi yang amat besar, seperti dalam reaksi nuklir.
8. Energi Inti Atom
Sejak awal tahun 1900-an para ilmuwan tahu bahwa atom pembentuk materi terdiri atas inti kecil yang dikelilingi oleh elektron. Inti itu ternyata terdiri atas partiketl-partikel yang terikat erat, yang dinamakan proton dan neutron. Elektron terikat di dalam atom oleh elektromagnetisme, tetapi kekuatan yang mencengkeram inti jauh lebih besar. Kekuatan ini menjadi kunci energi nuklir. Ada dua cara utama untuk membebaskan energi ini: fisi dan fusi. Pada masing-masing cara terjadi reaksi di dalam inti atom, dan materi tertinggal setelah reaksi itu bermassa lebih kecil daripada sebelumnya. Sebelum massa yang 'hilang' berubah menjadi energi, yang beberapa di antaranya dibebaskan sebagai radiasi elektromagnetik energi besar. Sisanya menjadi panas, yang dapat digunakan untuk menghancurkan apa pun, dalam senjata nuklir, atau untuk membangkitkan tenaga listrik, dalam reaktor nuklir.
9. Energi Surya
Matahari sangat penting bagi manusia karena memberikan panas dan cahaya. Namun, orang-orang pada zaman dahulu belum tahu pentingnya Matahari sebagai pemberi seluruh energi yang diterima Bumi. Tanpa energi yang sampai ke Bumi melalui ruang angkasa, tidak akan ada kehidupan flora dan satwa di planet ini. Energi dari kebanyakan sumber energi pengganti, seperti energi angin, pada mulanya berasal dari Matahari. Energi surya, yang tersimpan dalam tanaman jutaan tahun silam jugalah, yang terlepas ketika bahan bakar fosil dibakar. Bumi hanya menerima sangat sedikit dari energi surya yang amat besar jumlahnya. Energi ini berasal dari reaksi fusi jauh di dalam pusatnya. Matahari mengeluarkan energi berjumlah besar, yang mengandung massa, sehingga berat Matahari berkurang jutaan ton setiap detik.
10. Energi Pengganti
Permintaan akan energi selama seratus tahun terakhir sangatlah besar. Banyak masalah ditimbulkan oleh penggunaan bahan bakar fosil dengan jumlah sebanyak yang digunakan dewasa ini. Masalah ini dapat diatasi dengan dua cara. Pertama, orang dapat lebih menghemat pasok bahan bakar fosil dengan mengurangi keborosan. Kedua, orang dapat memanfaatkan energi yang berasal dari sumber pengganti. Salah satu pengganti bahan bakar fosil adalah energi nuklir, tetapi penggunaan ini menimbulkan masalah tersendiri pula. Energi surya, hidroelektrik, dan geotermal adalah contoh sumber energi yang dapat diperbarui, atau tidak dapat habis, berbeda dengan bahan bakar fosil.
Sumber: JENDELA IPTEK - BALAI PUSTAKA JAKARTA
No comments:
Post a Comment