Salam sains... Pada masa sekarang ini banyak negara yang mempunyai suplai energi berlimpah menggunakan kekayaannya tersebut sebagai senjata untuk mencapai tujuan-tujuan tertentu yang tidak akan tercapai dengan cara diplomatik biasa. Hal ini berdampak pada penduduk yang negara-negara yang mempunyai ketergantungan pada energi semakin sadar akan pentingnya konversi, konservasi, dan pengembangan sumber-sumber energi baru. Ini tanggung jawab siapa? insinyur, para ilmuan dan teknisilah yang bertanggungjawab akan hal ini. Untuk memenuhi hal tersebut tentulah harus ditunjang dengan pengetahuan yang mumpuni tentang berbagai bentuk, sumber-sumber, teknik pengonversian serta metode konservasi energi tersebut. Berbicara tentang energi dan penanggulangannya tidaklah terlepas dari yang namanya energi, ekonomi dan ekologi, bolehlah disini saya menyebutnya dengan 3 E, melimpahnya cadangan energi yang beragam memungkinkan konsumsi energi didapat dengan murah, namn untuk mewujudkannya diperlukan dana yang tidak sedikit sehinga faktor ekonomi mempunyai peran yang sangat besar. Demikian juga dengan faktor ekologi yang berkaitan erat dengan kelestarian lingkungan juga perlu mendapat perhatian baik pengelolaannya maupun pemeliharaannya hendaknya jauh dari kerusakan yang bersifat fatal karena jika tidak memperhatikan hal itu maka hukum-hukum alam akan selalu menyeimbangkan lingkungan pada kondisi ekosistem yang tidak stabil dalam bentuk bencana.
Dalam fisika kita mengenal terdapat hukum kekalan energi. Dimana dalam hukum ini menjelaskan perubahan bentuk dari satu bentuk ke bentuk yang lain sebagai hukum Universal. Demikian juga ketika konsep energi dikembangkan, ahli fisika secara bertahap menyadari bahwa energi adalah KEKAL.
Metode atau sistem pengklasifikasian energi yang dapat diterima oleh umum sebenarnya belum ada, namun disini kita dapat membagi bentuk-bentuk energi kedalam enam kelompok atau klasifikasi utama. Keenam kategori tersebut adalah:
1. Energi Mekanik
Energi mekanik didevinisikan sebagai suatu energi yang dapat digunakan untuk mengangkat atau menggerakkan suatu benda, dalam bentuk transisional disebut dengan kerja. Energi mekanik dapat disimpan dalam bentuk energi potensial maupun energi kinetik. Dikatakan potensial karena energi ini diperoleh oleh material tertentu sebagai akibat dari posisinya dalam suatu medan gaya. Secara sederhana misalnya energi potensial ditentukan oleh ketinggian h suatu massa (benda) m.
 |
| Ilustrasi energi potensial |
Energi potensial adalah suatu bentuk energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya atau karena letaknya terhadap bumi. Sebuah benda yang berada pada ketinggian tertentu dari bumi maka benda tersebut memiliki energi potensial gravitasi. Setelah sampai di bumi energinya dapat berubah menjadi bunyi dan besar energi potensialnya sama dengan nol (0). Contoh energi potensial gravitasi misalnya: Air terjun, Tanah longsor, Benda jatuh bebas dan lain-lain.
Besarnya energi potensial dipengaruhi oleh tiga (3) faktor yaitu: massa (m), percepatan gravitasi (g) dan kedudukannya terhadap bumi (h) dan ketiga faktor tersebut terhadap energi potensial (Ep) mempunyai nilai sebanding.
2. Energi Listrik
Jenis energi yang berkaitan dengan arus dan akumulasi elektron. Energi jenis ini umumnya dinyatakan dengan satuan daya P dan waktu t. Bentuk transisional dari energi listrik adalah aliran elektron, biasanya melalui sebuah konduktor dari jenis tertentu. Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatik atau sebagai energi enduksi.
3. Energi Elektromegnetik
Suatu bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi elektromegnetik. Energi radiasi biasanya dinyatakan dengan satuan energi yang sangat kecil seperti elektronfolt (eV). Satuan energi ini juga bisa dipakai pada evaluasi energi nuklir. Radiasi elektromegnetik adalah suatu bentuk energi murni, artinya tidak berkaitan dengan massa. Energi ini terjadi hanya sebagai energi transisional yang bergerak dengan kecepatan cahaya, c. Energi E dari gelombang-gelombang ini berbanding langsung dengan frekuensi radiasi v dan dinyatakan dengan hubungan sebagai berikut:
4. Energi Kimia
Energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron dimana dua atau lebih atom dan/atau molekul-molekul berkombinasi menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan. jika energi dilepaskan dalam suatu reaksi kimia, reaksi tersebut dinamakan dengan rekasi eksotermis.
Sebagai contoh pada reaksi pembakaran karbon (C), reaksi kimianya adalah:
2C + O2 -------------------> 2C O2 + 2Q co-co2
Q co-co2 = 110,380 kJ/(kg.mol C) Pada reaksi ini, 2 mol karbon (24,02 kg) bereaksi dengan 1 mol oksigen (32 kg) menghasilkan 2 mo karbon monoksida (56,02 kg) Apabila terdapat oksigen yang cukup memadai, karbon monoksida akan teroksidasi menjadi karbon dioksida dengan melapaskan energi tambahan:
2CO + O2 -------------------> 2C O2 + 2Q co-co2
Q co-co2 = 283,180 kJ/(kg.mol CO)
Jadi, jika 2 mol karbon monoksida (56,02 kg) bereaksi dengan 1 mol oksigen (32 kg) menghasilkan 2 mol karbon dioksida (88,02 kg) dengan demikian, 64/24,02 atau 2,66 kg oksigen dibutuhkan untuk membakar sempurna 1 kg karbon. Perbandingan ini sangat berguna dalam menghitung kebutuhan oksigen bagi bahan bakar hidrokarbon:
2,66 kg atau 2,66 lbm 02/lem C.
5. Energi Nuklir
Bentuk energi yang hanya ada sebagai energi tersimpan yang bisa lepas akibat interaksi partikel dengan atau didalam inti atom. Energi ini dilepaskan sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk mendapatkan konfigurasi yang stabil. Reaksi nuklir secara umum dapat dibagi menjadi tiga jenis, yakni:
1. Peluruhan radioaktif
2. Fisi (pembelahan), dan
3. Fusi (penggabungan)
6. Energi Panas (Termal)
Bentuk energi dasar dengan arti kata, semua bentuk energi lain dapat dikonversi secara penuh ke energi ini, tetapi pengonversian energi termal menjadi bentuk energi lain dibatasi oleh hukum kedua termodinamika. Bentuk transisional dari energi termal adalah panas, Hukum kedua termodinamika dapat dirumuskan dengan tiga cara yang masing-masing sama dengan lainnya:
- Kalor secara spontan akan mengalir dari benda yang panas ke benda yang dingin dan bukan sebaliknya.
- Jika suatu sistem mengalami perubahan spontan, maka perubahan akan berarah sedemikian rupa ketidak tertiban sistem akan bertambah, atau bertahan pada nilai semulanya.
- Jika suatu sistem mengalami perubahan spontan, maka perubahan akan berarah sedemikian rupa sehingga entropi sistem akan bertambah, atau akan bertahan pada nilai sebelumnya.
Apabila sistem merayap kalor sebanyak ΔQ pada suhu mutlak T maka perubahan entropi yang dialami sistem adalah: Δs = ΔQ/T.
0 komentar:
Post a Comment