Jumat, 15 Juli 2011

MATERI DAN ENERGI

MATERI DAN ENERGI

A. MATERI

Materi didefenisikan sebagai suatu yang memiliki massa dan menempati ruang.

1. Wujud Materi

Wujud materi terdiri atas : Padat, cair dan gas.

Wujud

Bentuk

Volume

Ikatan molekul

Padat

Tetap

Tetap

Kuat

Cair

Berubah

Tetap

Agak longgar

Gas

Berubah

Berubah

Sangat longgar

2. Massa dan Berat.

a. Massa, merupakan jumlah materi yang ada pada suatu benda. Massa suatu benda adalah tetap pada segala tempat, satuan massa adalah Ton, Kwintal, Kilogram, gram dll.

Alat ukur massa adalah Neraca atau timbangan.

b. Berat menyatakan pengaruh gaya gravitasi terhadap massa benda dan tergantung kepada letak benda dari pusat bumi. Satuan berat adalah Newton (dalam MKS), dimana:



w = m x g


w = Weight = Berat

m = massa

g = percepatan gravitasi bumi

3. Klasifikasi Materi

Sifat bahan/ materi:

a. Homogen, seluruh bagian memiliki sifat-sifat yang sama, seperti larutan gula. Biasa juga disebut sebagai zat.

b. Heterogen, suatu bahan yang tersusun dari dua atau lebih zat-zat yang sifatnya berbeda dan dinamakan campuran.

Dua macam zat:

a. Unsur, merupakan bagian terkecil suatu zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana melalui reaksi kimia, seperti Oksigen, Hidrogen dll

b. Senyawa, merupakan zat yang masih dapat diuraikan lagi menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana melalui reaksi kimia, seperti air (H2O, yang terdiri atas dua atom Hidrogen dan satu atom Oksigen).

Penyusun materi

a. Atom

Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat dari unsur tersebut. Seperti Unsur Oksigen terdiri atas atom Oksigen dst.

Atom umumnya berusaha untuk mencapai kestabilan. Gas mulia merupakan atom-atom yang stabil, sedangkan atom-atom lainnya akan berusaha mencapai kestabilan melalui ikatan dengan atom-atom lainnya.

b. Molekul

Molekul merupakan gabungan dari dua atau lebih atom melalui ikatan kimia atau reaksi kimia.

c. Model dan teori atom

1) Democritus (460 – 370 SM)

Menyatakan bahwa struktur zat discontinue dan bahwa semua materi terdiri atas partikel-partikel yang amat kecil yang disenut atom ( a = tidak, tomos = dibagi). Berdasarkan teori Democritus, atom yang menyusun tiap zat berbeda antara satu dengan lainnya.

2) Dalton (1766 – 1874)

Memperkenalkan konsep atom sebagai partikel terkecil. Dengan pendapat:

a) Atom adalah bagian terkecil dari suatu zat/ unsur dan tidak dapat dibagi-bagi lagi.

b) Atom berbentuk bola sederhana yang sangat kecil, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.

c) Atom-atom unsur yang sama sifatnya sama, atom dari unsur yang berbeda sifatnya juga berbeda.

d) Atom-atom dari unsur-unsur yang berbeda dapat bergabung senyawa dengan perbandingan tetap.

e) Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan angka dan perbandingan yang bulat dan sederhana.

f) Reaksi kimia terjadi karena penggabungan atau pemisahan atom-atom.

3) Thomson (1856 – 1957)

Dikenal sebagai model atom roti kismis. JJ. Thomson berpendapat bahwa suatu atom berbentuk bola yang bermuatan positif dan elektron (muatan negatif) tersebar dipermukaan bola tersebut.

Jadi JJ. Thomson (1897) menemukan Elektron yang bermuatan negatif.

Sedangkan proton yang bermuatan positif ditemukan oleh E. Goldstein (1886)

4) Rutherford (1909)

Dengan menggunakan eksperimen lempengan tipis emas. Adapun kesimpulan Rutherford:

a) Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan elektron-elektron yang bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti atom.

b) Atom bersifat netral sehingga jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti atom.

Adapun Neutron ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Adapun sifat-sifat neutron adalah:

a) Tidak bermuatan karena sinar neutron dalam medan listrik ataupun medan magnet tidak dibelokkan ke kutub positif atau negatif.

b) Mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atom, yaitu: 1,675 X 10-24 g atau 1,0087 sma

Hubungan antara proton, neutron dan elektron dimana proton dan neutron merupakan penyususn inti atom atau nukleon.

X= tanda atom

Z = Nomor atom = jml proton = jml elektron

A= Nomor massa = jml nukleon

A-Z = jumlah neutron

5) Bohr (1913)

a) Elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi tertentu.

b) Disekitar inti terdapat lintasan-lintasan elektron yang berjumlah terbatas

c) Pada tiap-tiap lintasan elektron bergerak dalam gerakan yang tidak memancarkan sinar. Jadi dalam keadaan stationer elektron mengandung jumlah tenaga yang tetap dan terdapat dalam keadaan setimbang yang mantap.

d) Elektron dapat berpindah dari tigkat energi satu ke tingkat energi lain.

(1) Apabila dari tingkat energi rendah ke tinggi, disebut eksitasi. Hal ini dicapai dengan cara menyerap energi.

(2) Apabila dri tingkat energi tinggi ke rendah disebut deksitasi. Hal ini dicapai dengan cara pemancaran energi.

6) Modern/ Mekanika Quantum

Dikembangkan oleh Louis de Broglie yang menyatakan bahwa disamping sebagai partikel elektron dapat bersifat gelombang. Pendapat ini dikembangkan oleh Edwin schrodinger dan Werner Heisenberg yang melahirkan teori ato modern yang dikenal dengan teori mekanika Quantum. Dengan prinsip dasar bahwa gerakan elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang. Sehingga keberadaan elektron dalam lintasan tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan hanya kebolehjadian ditemukannya elektron.

B. ENERGI

Energi merupakan suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Segala aktifitas di alam semesta menggunakan dan memanfaatkan energi, tanpa energi alam semesta akan diam dan beku.

Energi dihasilkan melalui pemanfaatan sumber energi, melalui tata cara tertentu yang melibatkan suatu reaksi dan menghasilkan energi itu sendiri.

Energi dapat dihasilkan oleh sumber daya alam ( Natural resources), yang terdiri atas:

1) Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable) atau sumber daya alam yang tersedia terus menerus (dalam jangka panjang), seperti: Tumbuhan, hewan, Matahari, air, tanah, angin dll.

2) Sumber daya alam yang tak dapat diperbaharui (unrenewable) atau dapat habis, seperti: Minyak bumi dan batubara.

Hukum Kekekalan energi:

“ Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat pula dimusnahkan , namun energi dapat berubah bentuk”

1. Energi Mekanik

Merupakan gabungan dari energi ketika benda diam pada suatu tempat maupun ketika benda bergerak



Energi Mekanik (Em) = Energi Kinetik (Ek) + Energi Potensial (Ep)


a.

Energi Potensial (Ep) = m x g x h

Energi Potensial (Ep), merupakan energi yang tersimpan pada suatu benda yang diam pada suatu tempat.Energi Potensial dipengaruhi oleh massa benda, ketinggian benda terhadap permukaan bumi dan besarnya gaya grafitasi bumi, dimana:

m = massa

g = besar percepatan grafitasi bumi

h = ketinggian dari permukaan bumi.

b. Energi Kinetik (Ek), merupakan Energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak dan dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatan benda, dimana:



Energi Kinetik (Ek) = m v2


V = kecepatan benda

2. Energi Panas

Pemberian panas pada suatu benda dapat mengakibatkan kenaikan suhu benda, perubahan volume benda, perubahan bentuk dan ukuran suatu benda.

Panas merupakan salah satu bentuk energi, sedangkan kalor merupakan energi panas yang berpindah dan suhu atau temperatur merupakan derajat panas suatu benda.

3. Energi Magnetik

Energi yang ditimbulkan oleh suatu medan magnet (ruang disekitar kutub magnet dimana energi magnetik masih dapat dirasakan) dari sebuah magnet. Energi magnet dapat juga dikatakan sebagai energi yang tersimpan dalam kedua kutub magnet yang memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan.

Kedua kutub magnet tersebut adalah kutub Utara dan kutub Selatan.

4. Energi Listrik

Energi yang dihasilkan oleh listrik disebabkan perbedaan muatan antara satu tempat dengan tempat lain yang dihubungkan oleh suatu penghantar listrik yang baik. Energi listrik banyak diusahakan oleh manusia karena bersifat mudah digunakan, mudah pemeliharaan dan dapat didistribusikan dengan ongkos yang murah.

Energi listrik dapat diubah menjadi energi lainnya seperti energi cahaya pada lampu, energi pada strika dan kompor listrik dan lain sebagainya.

Energi listrik dapat dihasilkan oleh berbagai macam bentuk tenaga pembangkit listrik, seperti tenaga air, tenaga angin, tenaga diesel, tenaga nuklir, tenaga uap, tenaga panas bumi, mikrohidro dll.

5. Energi Kimia

Energi yang dihasilkan oleh zat kimia melalui proses (reaksi) kimia. Penggabungan dua atom atau lebih membutuhkan energi (reaksi endoterm), sedangkan pemisahandua atom atau lebih melepaskan energi (reaksi eksoterm).

Segala aktifitas makhluk hidup melibatkan pemanfaatan energi kimia dalam bentuk energi yang dihasilkan melalui makanan dan minuman.

Begitu juga dalam pemanfaatan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batu bara juga memanfaatkan energi kimia.

6. Energi Bunyi

Energi yang ditimbulkan oleh getaran suatu benda atau bertemunya dua benda atau lebih/ tumbukan.

Energi bunyi yang besar akan menghasilkan gelombang getaran yang besar pula sehingga dapat memberikan tekanan terhadap benda disekitarnya sesuai dengan tingkat intensitas getaran dan jarak terhadap pusat getaran serta media penyalur getaran tersebut.

Contoh: apabila ada benda yang jatuh ke lantai maka energi mekanik yang dimiliki benda tersebut akan diubah menjadi energi panas dan energi getar sehingga akan menimbulkan bunyi.

Sedangkan kemampuan manusia dalam menagkap getaran bunyi sekitar 16 Hz sampai dengan 20.000 Hz.

7. Energi Nuklir

Merupakan energi yang dihasilkan oleh pemecahan suatu atom menjadi atom lainnya dengan memanfaatkan bahan-bahan yang bersifat radioaktif. Zat radioaktif yang umum digunakan adalah Uranium. Dalam proses pemecahan suatu atom menjadi atom lain akan menghasilkan energi yang sangat besar.

8. Energi Cahaya

Merupakan energi yang ditimbulkan oleh cahaya, seperti pemanfaatan cahaya dalam menghidupkan kalkulator, serta gabungan energi cahaya dan energi panas dapat digunakan dalam pemanfaatan laser seperti dalam dunia kedokteran dan industri, dimana yang sering dimanfaatkan adalah Helium dan Neon.

9. Energi Matahari

Matahari merupakan pusat tata surya kita dimana dalam matahari terjadi reaksi nuklir yang sangat besar dan menghasilkan panas dan cahaya yang dapat dimanfaatkan oleh alam semesta.energi matahri merupakan energi terbesar dan paling murah dia alam ini.

Energi matahari dapat dimanfaatkan dalam bentuk:

a. Membantu proses fotosintesis pada tumbuhan, yang pada akhirnya dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup lainnya, seperti hewan dan manusia.

b. Untuk menghasilkan listrik, melalui pemanfaatan sel surya (solar panel) seperti:menghasilkan listrik untuk menggerakkan satelit buatan, untuk menggerakkan mobil listrik, pemanas/ penyulingan air dll.

c. Energi panas matahari dapat dimanfaatkan dalam proses penjemuran bahan pangan, melakukan proses daur air secara alami dll.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar