Kls 8 - Blog-nya Guru Pendidikan Teknologi Dasar SMP 103 Jakarta

Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
1
Tentu kamu sering mendengar istilah Energi, ketika di Sekolah Dasar bahkan
dalam pergaulan di lingkungan teman dan keluargamu istilah Energi sering
terucapkan.
Ada apa dengan energi? Mengapa energi begitu penting bagi kehidupan?
Darimana asalnya energi? Apa manfaat energi? Apa saja bentuk energi?
Mengapa di rumah ada listrik? Dan masih banyak lagi pertanyaan-pertanyaan
yang bisa diungkapkan tentang energi.
A. SUMBER-SUMBER ENERGI
dan HUKUM DASAR ENERGI
A.1. Sumber-Sumber Energi dan
Bentuk-Bentuk energi.
Bacalah naskah di bawah ini
Kemudian kerjakan tugas-tugas
yang terdapat dalam Buku Kerja
Siswa!
Makanan merupakan salah satu
sumber energi. Sebagai sumber
energi makanan diolah dalam tubuh
melalui reaksi kimia menghasilkan
berbagai macam bentuk energi yang
berpotensi untuk melakukan kerja
misalnya energi otot diperlukan agar
dapat melakukan kerja. Bentuk
energi lain misalnya energi gerak
berkaitan dengan sistim yang
bergerak.
Berapa kali kamu makan setiap hari?
mengapa kamu perlu makan?
Bagaimana seandainya kamu tidak
makan ?.
Tentu makanan sangat diperlukan
oleh setiap makhluk hidup agar
dapat tumbuh dan berkembang. Kita
perlu
makan agar kuat bekerja
karena
makanan
mengandung
energi yang sangat diperlukan tubuh.
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Angin sebagai sumber energi
menghasilkan energi gerak, matahari
menghasilkan
energi
panas,
generator memiliki energi gerak,
buah yang tergantung dipohon
memiliki energi potensial tetapi
ketika sedang jatuh memiliki bentuk
energi potensial dan gerak, Bahan
bakar minyak (BBM) memiliki energi
kimia, klakson menghasilkan energi
bunyi, lampu menyala memiliki
energi cahaya. Solder menghasilkan
energi panas, kendaraan yang
sedang berjalan memiliki energi
gerak, dan masih banyak sekali
energi yang dapat
amati di
sekitarmu.
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
2
A.2. Energi Terbarukan dan tidak
Terbarukan..
Sangat banyak sumber energi yang
terdapat
di
alam,
namun
persediaannya
sangat
terbatas,
misalnya batu bara, tersedia sangat
terbatas dan suatu saat akan habis,
demikian juga Bahan Bakar Minyak
(BBM) diperkirakan akan habis 30
tahun yang akan datang, sebaliknya
matahari merupakan sumber energi
yang potensinya sangat besar dan
dapat terus menerus kita gunakan.
Sumber-sumber
energi
yang
persediaannya
terbatas
disebut
sebagai energi tak terbarukan
(misal batu bara,BBM), sedangkan
sumber energi yang persediaannya
sangat banyak, tidak cepat habis
bahkan dengan cepat diisi kembali
oleh alam dan mengalami proses
berkelanjutan untuk jangka waktu
yang lama disebut sebagai energi
terbarukan. Contoh-contoh energi
yang terbarukan adalah: Energi
surya ,
Energi angin, Energi
panas bumi (Energi Geothermal),
Energi Air, Energi samudera, dan
Energi Biomas.
Penggunaan eneergi surya di kapal layar
Energi Angin
Angin merupakan sumber energi
yang Energi tidak akan habis, dan
tidak memberikan polusi, bahkan
dapat merendahkan efek rumah
kaca. Energi angin ini sangat
berpotensi
dimanfaatkan
untuk
daerah yang luas.
Ladang angin di Jerman
Energi Surya
Energi Panas Bumi (Geothermal)
Energi surya merupakan energi yang
berasal dari matahari. Energi ini
terus menerus tersedia sebagai
sumber
energi
utama
bagi
kehidupan di bumi. Usaha manusia
memanfaatkan energi matahari terus
dikembangkan
diantaranya
pemanfataan energi matahari untuk
menghasilkan energi listrik sebagai
sumber
energi
alternatif
menggantikan BBM.
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Energi
geothermal
merupakan
energi panas yang berasal dari
dalam Bumi hasil dari penguraian
radioaktif
di
pusat
Bumi,
sedangkan panas di permukaan
bumi lebih banyak dominan akibat
penyinaran matahari.
Indonesia memiliki potensi energi
panas bumi yang sangat besar
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
disebabkan
wilayah
Indoneia
termasuk jalur gunung berapi yang
membentang dari ujung pulau
sumatera, sepanjang Pulau Jawa,
Bali, NTT, NTB menuju kepulauan
Banda, Halmahera, dan Pulau
sulawesi, panjang jalur ini lebih dari
7500 km dengan lebar berkisar
antara 50-200 km, dengan jumlah
gunung api aktif dan tidak aktif
sekitar 150 buah. Berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan di
sepanjang jalur itu, terdapat 217
daerah prospek panas bumi.
Energi Air
Kondisi topografi Indonesia yang
bergunung dan berbukit serta dialiri
oleh banyak sungai,danau, dan
waduk merupakan sumber energi
air yang sangat potensial sebagai
sumber energi yang terbarukan.
Dengan memanfaatkan air sebagai
sumber energi dapat dibuat teknologi
Pembangkit Listrik Tenaga Air
3
Sayang sekali jika air terjun ini tidak dimanfaatkan
Energi Samudera
Samudera adalah laut yang luas
dan merupakan massa air asin yang
sambung-menyambung
meliputi
permukaan bumi yang dibatasi oleh
benua ataupun kepulauan yang
besar.
Sekitar 70% permukaan bumi
diselimuti oleh samudera, oleh
karena itu samudera memiliki
potensi yang sangat besar untuk
dijadikan
sumber energi bagi
kehidupan dibumi.
Energi samudera ada tiga macam,
yaitu (a). energi panas laut, (b).
energi pasang surut, dan (c)
energi gelombang.
(a). Energi panas laut
Kincir air memanfaatkan arus sungai
(PLTA).
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Energi panas laut sebagai salah satu
alternatif
sumber
energi
menggunakan prinsip perbedaan
suhu antara suhu permukaan laut
dan suhu dasar laut.
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
(b). Energi pasang surut
4
Energi biomassa pada prinsipnya
memanfaatkan limbah biomassa
yang berasal dari sektor kehutanan,
perkebunan dan pertanian, kotoran
hewan dsb.
Indonesia yang kaya akan hutan
tropis sangat berpotensi untuk
mengembangkan energi biomassa.
Memanfaatkan energi pasang surut
Energi pasang surut menggunakan
prinsip beda ketinggian antara laut
pasang terbesar dan laut surut
terkecil.
(c). Energi gelombang
Gelombang laut
Energi gelombang
menggunakan
prinsip beda ketinggian gelombang
dan panjang gelombang.
Energi Biomassa / Biogas
Proses energi biomassa
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Kotoran
hewan
dapat
diolah
menghasilkan
gas
(Biogas),
demikian juga beberapa jenis
tanaman tertentu dapat diolah
menjadi bahan bakar.
B. KONVERSI ENERGI
Gosok-gosoklah
kedua
telapak
tanganmu, beberapa saat kemudian
kedua
akan terasa panas.
Mengapa?
Menggosok-gosokkan
kedua telapak tangan merupakan
bentuk energi kinetik, kemudian
telapak tangan menjadi panas
(membentuk energi panas). Dari
peristiwa tersebut dapat disimpulkan
bahwa energi dapat berubah bentuk
dari satu bentuk energi tertentu
menjadi bentuk energi lain.
Perubahan bentuk energi dari
satu bentuk energi tertentu
menjadi bentuk energi lain disebut
”Konversi Energi”.
Pada prinsipnya semua energi
merupakan hasil dari perubahan
bentuk energi dari bentuk energi lain.
Berikut merupakan beberapa contoh
perubahan bentuk energi dari suatu
peralatan.
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
Lampu
dapat
menyala, karena
ada
konversi
energi
listrik
menjadi energi
cahaya
Bel
listrik,
menggunakan
prinsip
konversi
energi dari bentuk
energi
listrik
menjadi
bentuk
energi bunyi
Setrika listrik
mengubah
energi listrik
menjadi
energi panas
Generator mengubah energi gerak menjadi
energi listrik
Ketika masih
tergantung, buah
memiliki energi
potensial, namun
ketika jatuh ada
perubahan
energi potensial
menjadi energi
kinetik
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
5
C. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Pada bagian
tentang sumbersumber
energi
kamu
telah
memahami bahwa makanan sangat
diperlukan sebagai sumber energi
agar dapat
melakukan aktivtas.
Para olahragawan tidak akan kuat
berlatih dan bertanding jika tidak
mengkonsumsi
makanan
yang
cukup, demikian juga kendaraan
harus diisi bahan bakar agar dapat
bergerak.
Mobil perlu isi bensin/solar
Makanan diproses secara kimiawi di
dalam tubuh menghasilkan berbagai
macam bentuk energi diantaranya
energi kimia, energi potensial, energi
panas, energi gerak (kinetik), dsb.
Semua energi yang dihasilkan
makanan
jika dijumlahkan akan
sama
dengan
energi
yang
terkandung dalam makanan sebelum
diproses.
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
Oksigen
6
Karbondioksida
Urin
e
Air
Keringat
Makanan
Tinja
EnergiPanas
Energi Kimia
Bahan bakar yang digunakan
kendaraan juga diproses menjadi
energi kimia, energi panas, energi
bunyi, energi gerak dsb, jika
dijumlahkan akan sama dengan
besarnya energi yang terkandung
dalam
bahan
bakar
sebelum
diproses.
Penjelasan di atas sudah termasuk
sisa
makanan
yang terbuang
menjadi ampas, dan buangan dari
kendaraan seperti asap dsb.
Pengertian jumlah energi sebelum
dan sesudahnya adalah sama
dituangkan dalam bentuk hukum
yang dikenal sebagai ”Hukum
kekekalan
Energi”,
yang
menyatakan bahwa ”Energi tidak
dapat
diciptakan
atau
dimusnahkan, tetapi dapat diubah
bentuk menjadi energi lain”.
Hukum kekekalan energi yang sering
digunakan dalam sains adalah
Hukum
Kekekalan
Energi
Mekanik. Hukum kekakalan energi
mekanik ini hanya terkait dengan
energi kinetik dan energi potensial,
yang menyatakan bahwa jumlah
energi kinetik dan energi potensial
setiap saat adalah sama
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
D. TRANSMISI ENERGI
Dari manakah listrik yang ada di
rumahmu?
Mengapa
sepeda
menggunakan rantai? Bagaimana
kita dapat mendengar suara orang
berada ditempat yang jauh melalui
telepon?
Semua pertanyaan di atas berkaitan
dengan transmisi energi.
D.1. Energi dapat disimpan
Pada umumnya lampu senter
menggunakan batere, makin banyak
batere digunakan makin terang
lampu senter tersebut.
Apabila lampu senter dibiarkan terus
menyala, tentunya suatu saat nyala
lampunya semakin redup dan
kemudian mati, dalam keadaan
seperti ini
sering dikatakan
baterenya habis. Sebenarnya energi
yang tersimpan dalam batere
semakin berkurang karena telah
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
digunakan
menyalakan
lampu.
Darimana energi dalam batere?
Prinsipnya dalam batere terjadi
reaksi kimia, kemudian diubah
menjadi energi listrik, selanjutnya
diubah lagi menjadi energi cahaya
lampu. Kejadian ini menunjukkan
bahwa batere dapat menyimpan
energi, dengan perkataan lain
”Energi dapat disimpan”.
D.2. Energi dapat dialirkan
Ketika memasak air dalam panci
atau dalam ceret, wadah tempat air
yang dimasak juga akan menjadi
panas. Hal ini menunjukkan bahwa
energi dapat dialirkan. Jika dalam air
terdapat telur maka panas dari air
juga akan mengalir ke telur demikian
seterusnya.
7
D.3. Energi dapat disekat
Pada umumnya di rumah ada termos
untuk menyimpan air panas agar
tidak cepat dingin. Di warung juga
ada yang menjual es dimasukkan ke
dalam termos agar es nya tidak
cepat mencair.
Peristiwa ini
menunjukkan bahwa air panas
dalam termos bertahan lama tetap
panas karena energi panas air
disekat agar tidak keluar , demikian
juga es dalam termos tidak cepat
mencair karena disekat sehingga
energi panas di sekitar luar termos
terhalang masuk ke dalam termos.
Terhalangnya energi panas dari air
ke luar termos dan terhalangnya
energi panas dari luar termos masuk
ke dalam termos menunjukkan
bahwa energi dapat disekat
Dinding Dalam
mengkilatlap
Vakum
Konduksi
Aliran Energi Nyala Lilin
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
8
melalui rantai ke gir belakang
hingga dapat memutarkan roda
sepeda bagian belakang akibatnya
sepeda
dapat
berjalan.
Dari
peristiwa
ini
dikatakan
ada
perpindahan energi dari gir depan ke
gir belakang.
D.4. Perpindahan energi
Dari
contoh
di
atas
dapat
digambarkan
skema
alur
perpindahan energi sebagai barikut:
Orang mengayuh Sepeda.
(Ada perpindahan energi dari
orang ke sepeda)
Pada gambar di atas terlihat Albert
Einstein sedang menaiki sepeda.
Dari
manakah
energi
yang
dimilikinya? Tentu saja dari makanan
yang ia makan, walaupun Einstein
seorang ilmuwan yang sangat
terkenal namun ia perlu makan agar
dapat beraktivitas: berpikir, bekerja,
bahkan menaiki sepeda.
Bagaimanakah
sepeda
dapat
berjalan?
Gir depan berputar
Melalui rantai
Gir belakang berputar
Energi dipindahkan melalui
rantai
Roda belakang berputar
Gir Belakang
Rantai
Gir Depan
Sepeda dapat berjalan
Gir depan sepeda lebih besar
daripada gir belakang. Ketika
sepeda dikayuh yang diputar adalah
gir depan, kemudian dipindahkan
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
D.5. Transmisi jarak jauh
Dari mana asalnya energi listrik
hingga dapat menyalakan lampu di
rumah, di jalan, serta di tempattempat lain? Tentu ada sumbernya
yang disebut sebagai pembangkit
listrik.
Sumber energi yang digunakan
untuk
Pembangkit
listrik
ada
beberapa macam, diantaranya Air,
Matahari, Gas, dll. Seiring dengan
sumber energi yang digunakan
tersebut maka Pembangkit listrik
dapat digolongkan sebagai berikut::
9
(b). Pembangkit listrik tenaga
Disel (PLTD)
PLTD Senayan
(c). Pembangkit Listrik Tenaga
Surya (PLTS)
(a). Pembangkit Listrik Tenaga Air
(PLTA).
PLTA Tulung Agung Selatan
W
a
d
u
k
(d).Pembangkit Listrik Tenaga Uap
dan Gas (PLTU, PLTG).
J
a
t
i
l
u
h
u
r
Komplek Gunung Api Dieng
u
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
10
(g). Pembangkit Listrik Tenaga
Gelombang laut (PLTGL)
PLTGU Priok,
Penggabungan PLTU
dan PLTG
Energi laut dapat dimanfaatkan
menghasilkan energi listrik
(e). Pembangkit Listrik Tenaga
Angin/ bayu (PLTB
(h). Pembangkit
Nuklir (PLTN)
Listrik
tenaga
Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir
(f).Pembangkit
(PLTP)
Listrik
Panas
Bumi
PLTP Dieng
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
E. PEMANFAATAN ENERGI
Energi sangat dibutuhkan dalam
kehidupan. Bayangkan seandainya
tidak ada matahari, tidak mungkin
ada kehidupan di bumi, karena
matahari merupakan sumber energi
utama bagi kehidupan. Perkebunan,
hutan, pertanian
dan lain-lain
memerlukan energi matahari.
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
11
Energi matahari sangat diperlukan bagi
kehidupan
Kincir memanfaatkan energi angin
Pemanfaatan energi oleh beberapa
produk dapat dilihat pada gambar
berikut
Pesawat memanfaatkan tenaga dari
putaran baling-baling
Sel surya memanfaatkan eneregi cahaya
matahari
Terompet memanfaatkan energi dari
tiupan
Perahu layar: memanfaatkan energi
angin
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
12
DAFTAR PUSTAKA
Boyle,G.(ed). 1996, Renewable Energy Power for a Sustainable Future.
Open University, UK.
Djojonegoro,W,1992, Pengembangan dan penerapan Energi Baru dan
terbarukan, Lokakarya “bio Mature unit” (BMU) untuk pengembangan
masyarakat Pedesaan, BPPT, Jakarta.
Lomas Robert. 1999 , The man Who Invented the Twentieth CenturyNicola Tesla, Forgotten Genius of Electricity, headline Book Publishing,
London.
Shanefield D.J, 2001, Industrial Electronics for Engineers, Chemists,
and Technicians, William Andrew Publishing, Norwich, NewYork.
Sumotarto untung., 2003, ”Pemanfaatan Energi pasang surut, jurnal
sains dan Teknologi Indonesia, V5.
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) SMP
Konversi Energi-Buku Ajar
Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama(Dit.PLP)
13