Jenis – Jenis Energi
Apapun yang berubah melibatkan energi. Misalnya es mencair, membutuhan energi panas, kipas angin berputar dari diam membutuhkan energi listrik dan sebagainya.
Pada hakikatnya setiap materi mengandung energi dan apabila terjadi perubahan maka juga disertai dengan perubahan energi. Ada materi yang membutuhkan energi untuk berubah atau ada juga materi yang melepaskan energi ketika terjadi perubahan.
Dalam ilmu IPA, kita akan mengenal 7 bentuk energi yang akan dijelaskan seperti dibawah ini :
Energi kinetik
Mobil berjalan membutuhkan energi, dan setiap materi yang bergerak juga begitu. Energi yang dimiliki suatu materi yang bergerak disebut energi kinetik.
Besarnya energi kinetik suatu materi tergantung pada massa dan kecepatan gerak materi tersebut, dan dapat dirumuskan sebagai berikut :
E kinetik = ½ m v^2
Contoh soal :
Sebuah mobil berjalan dengan kecepatan 60 km/jam. Jika massa mobil adalah 4500 kg, maka tentukanlah energi kintetiknya?
Penyelesaian :
E kinetik = ½ m v^2 = ½ x 4500 kg x (60 km/jam)^2
= 8.100.000 kg km^2/jam^2
= 81 x 10^5 kg km^2/jam^2
Energi potensial
Sebuah apel yang sudah masak jatuh dari pohonnya,ia juga punya energi yang disebut dengan energi potensial. Apel yang berada dipuncak pohon akan memiliki energi potensial yang lebih besar ketika jatuh dibandingkan dengan apel yang berada dibawahnya. Artinya energi potensial itu dipengaruhi oleh tinggi dan gaya gravitasi bumi yang menariknya jatuh.
Untuk menghitung energi potensial suatu benda yang berada diketinggian tertentu digunakan rumus berikut :
Ep = m g h
Contoh soal :
Berapa energi potensial yang dimiliki oleh sebuah benda yang massanya 0,5 kg yang dijatuhkan dari puncak gedung ke permukaan tenah dengan ketinggian 70 m?
Penyelesaian :
Ep = m g h
= 0,5 kg x 9,81 m/s^2 x 70 m
= 343,35 kg m^2/s^2
= 343,35 j
Kita juga bisa menghitung energi potensial suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian h1 ke ketinggian h2 dengan rumus sebagai berikut :
Ep = Ep 1 – Ep 2
= (m g h1) – (m g h2)
= m g (h1 –h2)
Energi panas
Materi dalam wujud padat, cair dan gas selalu bergerak. Zat padat materinya bergerak bersama sama dan lambat sehingga tidak akan terlihat oleh mata. Zat cair bergerak ke segala arah dan gerakannya hanya sebatas pada bejana tempat zat cair itu berada. Sedangkan zat dengan wujud gas memiliki gerakan partikel yang lebih acak dan dapat menyesuaikan arah gerakan sesuai dengan tempatnya.
Artinya zat-zat tersebut memiliki energi kinetik karena bergerak. Materi yang suhunya lebih tinggi memiliki energi kinetik yang lebih besar karena gerakan partikel lebih cepat. Engeri panas yang dimiliki oleh materi bersuhu tinggi secara spontan akan dialirkan ke materi lain yang suhunya lebih rendah.
Besarnya energi panas yang mengalir itu dapat diukur dengan rumus :
q = m c ∆T
dengan :
q = kalor/energi panas
m = massa zat
c = kalor jenis zat
∆T = perubahan suhu
Contoh Soal :
Berapa J energi yang dibutuhkan untuk memanaskan 50 g air dari suhu 5 degC sampai 50 degC, jika diketahui kalor jenis air = 1 kal/g.
Penyelesaian :
q = m c ∆T
= 50 g x 1 kal/g degC x (50 -5) degC
= 2250 kal
= 9450 J (1 kal = 4,2 J)
Energi cahaya
Cahaya memiliki partikel yang disebut foton. Foton memiliki materi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya gelombang tergandung pada frekuensi dan panjang gelombang.
Frekuensi berbanding terbalik dengan pajang gelombang. Jika frekuensi semakin besar maka panjang gelombangya semakin pendek dan sebaliknya. Atau dapat dirumuskan sebagai berikut :
Frekuensi = kecepatan cahaya/panjang gelombang
υ = c/λ
Dengan c = 3 x 10^8 m/s
Menurut planck energi cahaya dapat dihutung dengan rumus berikut :
Ec = h x υ
Dengan h = konstanta Planck = 6,626 x 10^-34 J/s
Contoh Soal :
Hitunglah energi cahaya suatu sinar yang panjang gelombangnya 200 nm
Pembahasan :
1 nm = 1 x 10^-9 m
Jadi jika panjang gelombangnya adalah 200 nm = 2 x 10^-7 m
υ = c/λ
= 3 x 10^8/2x10^-7
= 1,5 x 10^15 /s
Ec = h x υ
= 6,626 x 10^-34 Js x 1,5 x 10^15/s
= 9,99 x 10^-19 J
Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang disebakan oleh gerakan partikel bermuatan dalam suatu konduktor (kabel, loham dll). Gerakan ini muncul karena adanya beda potensial dikedua ujung konduktor tersebut.
Besarnya energi listrik yang mengalir dapat dihitung dengan rumus berikut :
w = q E
Dengan :
w = besarnya energi listrik (J)
q = muatan listrik yang mengalir (C, Coulomb)
E = beda potensial (V)
Contoh Soal :
Hitunglah energi listrik yang mengalir pada sebuah kabel yang memiliki beda potensial 20 V dan muatan 25 C?
Penyelesaian :
w = q E
= 25 C x 20 V = 500 CV = 500 J
Energi Kimia
Suatu molekul memiliki ikatan antar atom-atom penyusunnya. Ikatan ini memiliki energi yang besarnya tergantung pada jenis ikatan yang terjadi antara atom-atom tersebut.
Ketika terjadi reaksi kimia, maka ikatan tersebut akan putus untuk membentuk senyawa baru. Putusnya ikatan juga disertai dengan pelepasan energi yang disebut dengan energi kimia.
Energi kimia ini bisa dimanfaatkan untuk berbagai hal dan dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Energi kimia dapat menghasilkan energi panas seperti pada saat gas masak dibakar atau energi kimia berubah menjadi energi listrik yang digunakan pada baterai dan sebagainya.
Energi kimia juga bergantung pada jenis dan jumlah pereaksi serta suhu dan tekanan.
Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi yangterkandung dalam inti atom (biasanya unsur-unsur yang bersifat radioaktif. Jika inti ini diubah menjadi inti lain, maka energi didalamnya akan dilepaskan. Energi ini sangat besar dan biasanya sangat berb ahaya bagi manusia. Pemanfaatan energi nuklir salah satunya adalah untuk menyediakan energi listrik di perusahaan listrik.
Pada hakikatnya setiap materi mengandung energi dan apabila terjadi perubahan maka juga disertai dengan perubahan energi. Ada materi yang membutuhkan energi untuk berubah atau ada juga materi yang melepaskan energi ketika terjadi perubahan.
Dalam ilmu IPA, kita akan mengenal 7 bentuk energi yang akan dijelaskan seperti dibawah ini :
Energi kinetik
Mobil berjalan membutuhkan energi, dan setiap materi yang bergerak juga begitu. Energi yang dimiliki suatu materi yang bergerak disebut energi kinetik.
Besarnya energi kinetik suatu materi tergantung pada massa dan kecepatan gerak materi tersebut, dan dapat dirumuskan sebagai berikut :
E kinetik = ½ m v^2
Contoh soal :
Sebuah mobil berjalan dengan kecepatan 60 km/jam. Jika massa mobil adalah 4500 kg, maka tentukanlah energi kintetiknya?
Penyelesaian :
E kinetik = ½ m v^2 = ½ x 4500 kg x (60 km/jam)^2
= 8.100.000 kg km^2/jam^2
= 81 x 10^5 kg km^2/jam^2
Energi potensial
Sebuah apel yang sudah masak jatuh dari pohonnya,ia juga punya energi yang disebut dengan energi potensial. Apel yang berada dipuncak pohon akan memiliki energi potensial yang lebih besar ketika jatuh dibandingkan dengan apel yang berada dibawahnya. Artinya energi potensial itu dipengaruhi oleh tinggi dan gaya gravitasi bumi yang menariknya jatuh.
Untuk menghitung energi potensial suatu benda yang berada diketinggian tertentu digunakan rumus berikut :
Ep = m g h
Contoh soal :
Berapa energi potensial yang dimiliki oleh sebuah benda yang massanya 0,5 kg yang dijatuhkan dari puncak gedung ke permukaan tenah dengan ketinggian 70 m?
Penyelesaian :
Ep = m g h
= 0,5 kg x 9,81 m/s^2 x 70 m
= 343,35 kg m^2/s^2
= 343,35 j
Kita juga bisa menghitung energi potensial suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian h1 ke ketinggian h2 dengan rumus sebagai berikut :
Ep = Ep 1 – Ep 2
= (m g h1) – (m g h2)
= m g (h1 –h2)
Energi panas
Materi dalam wujud padat, cair dan gas selalu bergerak. Zat padat materinya bergerak bersama sama dan lambat sehingga tidak akan terlihat oleh mata. Zat cair bergerak ke segala arah dan gerakannya hanya sebatas pada bejana tempat zat cair itu berada. Sedangkan zat dengan wujud gas memiliki gerakan partikel yang lebih acak dan dapat menyesuaikan arah gerakan sesuai dengan tempatnya.
Artinya zat-zat tersebut memiliki energi kinetik karena bergerak. Materi yang suhunya lebih tinggi memiliki energi kinetik yang lebih besar karena gerakan partikel lebih cepat. Engeri panas yang dimiliki oleh materi bersuhu tinggi secara spontan akan dialirkan ke materi lain yang suhunya lebih rendah.
Besarnya energi panas yang mengalir itu dapat diukur dengan rumus :
q = m c ∆T
dengan :
q = kalor/energi panas
m = massa zat
c = kalor jenis zat
∆T = perubahan suhu
Contoh Soal :
Berapa J energi yang dibutuhkan untuk memanaskan 50 g air dari suhu 5 degC sampai 50 degC, jika diketahui kalor jenis air = 1 kal/g.
Penyelesaian :
q = m c ∆T
= 50 g x 1 kal/g degC x (50 -5) degC
= 2250 kal
= 9450 J (1 kal = 4,2 J)
Energi cahaya
Cahaya memiliki partikel yang disebut foton. Foton memiliki materi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya gelombang tergandung pada frekuensi dan panjang gelombang.
Frekuensi berbanding terbalik dengan pajang gelombang. Jika frekuensi semakin besar maka panjang gelombangya semakin pendek dan sebaliknya. Atau dapat dirumuskan sebagai berikut :
Frekuensi = kecepatan cahaya/panjang gelombang
υ = c/λ
Dengan c = 3 x 10^8 m/s
Menurut planck energi cahaya dapat dihutung dengan rumus berikut :
Ec = h x υ
Dengan h = konstanta Planck = 6,626 x 10^-34 J/s
Contoh Soal :
Hitunglah energi cahaya suatu sinar yang panjang gelombangnya 200 nm
Pembahasan :
1 nm = 1 x 10^-9 m
Jadi jika panjang gelombangnya adalah 200 nm = 2 x 10^-7 m
υ = c/λ
= 3 x 10^8/2x10^-7
= 1,5 x 10^15 /s
Ec = h x υ
= 6,626 x 10^-34 Js x 1,5 x 10^15/s
= 9,99 x 10^-19 J
Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang disebakan oleh gerakan partikel bermuatan dalam suatu konduktor (kabel, loham dll). Gerakan ini muncul karena adanya beda potensial dikedua ujung konduktor tersebut.
Besarnya energi listrik yang mengalir dapat dihitung dengan rumus berikut :
w = q E
Dengan :
w = besarnya energi listrik (J)
q = muatan listrik yang mengalir (C, Coulomb)
E = beda potensial (V)
Contoh Soal :
Hitunglah energi listrik yang mengalir pada sebuah kabel yang memiliki beda potensial 20 V dan muatan 25 C?
Penyelesaian :
w = q E
= 25 C x 20 V = 500 CV = 500 J
Energi Kimia
Suatu molekul memiliki ikatan antar atom-atom penyusunnya. Ikatan ini memiliki energi yang besarnya tergantung pada jenis ikatan yang terjadi antara atom-atom tersebut.
Ketika terjadi reaksi kimia, maka ikatan tersebut akan putus untuk membentuk senyawa baru. Putusnya ikatan juga disertai dengan pelepasan energi yang disebut dengan energi kimia.
Energi kimia ini bisa dimanfaatkan untuk berbagai hal dan dapat diubah menjadi bentuk energi lain. Energi kimia dapat menghasilkan energi panas seperti pada saat gas masak dibakar atau energi kimia berubah menjadi energi listrik yang digunakan pada baterai dan sebagainya.
Energi kimia juga bergantung pada jenis dan jumlah pereaksi serta suhu dan tekanan.
Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi yangterkandung dalam inti atom (biasanya unsur-unsur yang bersifat radioaktif. Jika inti ini diubah menjadi inti lain, maka energi didalamnya akan dilepaskan. Energi ini sangat besar dan biasanya sangat berb ahaya bagi manusia. Pemanfaatan energi nuklir salah satunya adalah untuk menyediakan energi listrik di perusahaan listrik.
Posting Komentar untuk "Jenis – Jenis Energi"