Energi Menyertai Perubahan Materi

Embed Size (px)

Citation preview

Energi Menyertai Perubahan Materi Kata Kunci: eksoterm, endoterm, Orbital molekul dan reaksi kimia, Perubahan Fisika Ditulis oleh Zulfikar pada 18-02-2010 Perubahan yang terjadi pada materi selalu disertai dengan energi. Energi dapat dihasilkan karena adanya perubahan atau energi dihasilkan oleh perubahan materi itu sendiri. Pada perubahan fisika dapat dihasilkan energi, misalnya air terjun atau bendungan air, air yang berada di atas jatuh ke tempat yang lebih rendah dengan melepaskan energi, dalam pembangkit listrik energi dari air dipergunakan untuk memutar kincir atau baling-baling pembangkit tenaga listrik, perhatikan Gambar 1.8.

Demikian pula sebaliknya jika kita pindahkan air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi, kita memerlukan energi, dan kita akan mempergunakan pompa air sebagai penghasil energinya. Dalam perubahan kimia atau lebih dikenal dengan reaksi kimia, dikenal dua istilah eksoterm dan endoterm. Eksoterm adalah reaksi yang menghasilkan panas atau energi dan endoterm reaksi yang membutuhkan energi atau panas. Dalam kehidupan sehari-hari kita telah memanfaatkan perubahan kimia yang menghasilkan energi listrik,misalnya batere, batere digunakan sebagai sumber energi pada radio. Energi listrik yang dihasilkan batere akan dipergunakan untuk menghidupkan radio. Dalam hal ini terjadi reaksi didalam batere yang menghasilkan energi listrik. Untuk menyederhanakan bagaimana sebuah perubahan kimia dapat menghasilkan energi atau membutuhkan energi disajikan pada Gambar 1.9.

Zat A memiliki energi sebesar 80 kkal, berubah menjadi zat B, dimana zat B hanya memiliki energi sebesar 20 kkal. Perubahan A menjadi B hanya dapat terjadi jika zat A melepaskan energi sebesar 60 kkal. Perubahan atau reaksi semacam ini disebut dengan reaksi eksoterm. Penulisan dengan tanda (-) menunjukkan bahwa perubahan kimia melepaskan atau menghasilkan energi. Demikian pula sebaliknya pada reaksi endoterm, misalnya zat C memiliki energi 20 kkal, dapat berubah menjadi zat D yang memiliki energi sebesar 80 kkal, asalkan zat C mendapatkan energi dari luar sebesar 60 kkal, perhatikan Gambar 1.9. Penulisan tanda positif menunjukan bahwa perubahan kimia membutuhkan energi

Materi 2

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. B.Mengaplikasikan konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari Terdapat ketentuan bahwa perubahan energi mendatangkan perubahan gerak d a n perubahan lain di alam. Setiap hari di Bumi memanfaatkan energi dari sumber energi utama yaitu Matahari. Matahari sangat vital perannya bagi semua kehidupan. Gambar 6.5. Matahari memberikan energi setiap hari bagi kehidupan di Bumi. Tanpa Matahari kehidupandi Bumi akan punah dengan cepat tidak ada yang mampu bertahan, karena ketiadaan energi sebagai penopang kehidupan. Manusia, tumbuhan, hewan tidak mempu melanjutkan kelangsungan hidupnya dalan keadaan yang dingin dan gelap. Gambar 6.6. Penampang irisan Matahari sebagai sumber energi utama, tampak dariyang paling dalam adalah inti (core), zona radiasi, zona konveksi, dan fotoster Matahari sebagaisumber energi utama bagi Bumi yang melalui pancarannya mengirimkan energi yangs a n g a t m e l i m p a h k e B u m i . E n e r g i t e r s e b u t b e r a s a l d a r i r e a k s i n u k l i r d i i n t i ( c o r e ) matahari. Di inti Matahari terdapat reaksi fusi yang menggabungkan inti atom hidrogenmenjadi inti atom helium. Menurutmu kapankah energi matahari itu akan habis ? Coba pikirkan pula, dapatkah matahari padam ?Dengan daur kehidupan yang berlangsung lama energi tersebut tersimpan di dalam minyak bumi, batubara, kayu-kayu dan sebagainya.

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.Gambar 6.15. Pesenam yang bergerak melompat memiliki energi kinetik dan energipotensial

Seorang pesenam atau pemain akrobat

dapatmelakukan gerakan melompat dengan cepat, merupakan contoh obyek bergerak yangsekaligus memiliki energi kinetik dan energi potensial.Energi kinetik pada suatu

saat yang dimiliki benda itu sebesar Ek

=mv2

Sedangkan energi potensial benda pada ketinggian tertentu dapat

dihitung dengan persamaan sebagai berikut.Ep

=mg hSerombongan orang yang melakukan terjun payung masingmasing memiliki

energikinetik dan energi potensial. Manakah diantara kedua energi itu yang semakin berkuran g ? mana pula yang semakin bertambah ?

Gambar 6.16. Rombongan penerjun payung bebas

Gunakan penalaran bahwa semakin lama ketinggian tiaptiap penerjun semakin berkurang,

sedangkankecepat annya semakin bertambah.UJI KOMPETENSI

1.Sebuah batu bermassa 400 g dijatuhkan ke tanah dari ketinggian 12 m. Percepatangravita

si di tempat itu 10m/det2

. Berapa pengurangan energi potensial batutersebut di ketinggian 8 m ?2.Sebuah jeruk bermassa 250 g

dijatuhkan ke tanah dari ketinggian 3 m. dari atas ke bawah, besar pengurangan energi potensial selalu sama dengan penambahanenerg

i kinetik. Percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/det2

. Berapa energi kinetik buah jeruk tersebut pada ketinggian 2 m ?3.Percepatan

gravitasi di suatu tempat 980 cm/det2

. Berapa kecepatan sebuah batu bila batu itu jatuh bebas sejauh 15 cm dan gesekan

batu terhadap udara diabaikan? Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. 114

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

4.Seseorang terjun dari papan loncat ke permukaan air. P a d a ketinggian 6 m di atas permukaan air, kecepatan orang

itu 25 m/det. Percepatangravita si di tempat itu 10 m/det m/det2

. Berapa tinggi papan loncat tersebut dari permukaan air?5.Sebuah

peluru bermassa 300 g bergerak dengan kecepatan 500 m/det. Peluru itumengenai kayu sehingga masuk ke dalam kayu itu sedalam 14 cm. berapa besar energi

peluru yang mengenai kayu tersebut ?6.Seora ng pemanjat tebing mendaki tebing terjal hinggamencapai ketinggian 100 meter dari tanah. Bila massa

orangtersebut 60 kg, berapa energi potensial yang ada pada seorang pendaki tersebut ?Pekerjaan Rumah

1.Sebuah pegas ditekan dengan kelereng. Energi

potensial kelereng karena pegastersebut ditekan adalah kx2

. Massa kelereng adalah m. Berapa besar kecepatankelereng

tepat ketika kelereng itu lepas dari pegas ?2.Sebuah peluru dari tanah kita tembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awalsebesar 5000 cm/det.

Percepatan gravitasi di tempat itu adalah 1000 cm/det2

.Berapa tinggi yang dapat dicapai peluru tersebut ?3.Sebuah bola besi kecil

ditembakkan ke atas dengan kecepatan 20 m/det. Bila gayagesekannya dengan udara diabaikan, berapa tinggi yang dicapai bola besi kecil ituketika

kecepatannya 8 m/det ?4.Sebuah air terjun mengalirkan 200 m3

air. Tinggi air terjun 15 m. Percepatangravita si = 10 m/det

2

. Bila massa jenis air 1 g/m3

,berapa energi potensial air terjunitu ?5.Seseo rang seberat 600 newton menaiki tangga sebuah

bangunan yang berada 20m di atas lantai. Berapa besar energi yang harus dilakukan orang itu ? E. Merancang percobaan sederhana tentang beberapa

peristiwaperubah an bentuk energi Lakukan percobaan dengan menggunakan pendulum/bandul ayunan seperti gambar berikut ini. Ikutilah langkah-langkah

yang telah ditentukan. Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. 115

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. Langkah-langkah percobaan :a.Ikatk an tali pengikat pendulum pada statif atau benda lain yang dapat berfungsi sebagai

penyangga. b.Sim pangkanlah pendulum dengan sudut simpang 45, dan pastikan pendulu m dalam keadaan diam lalu lepaskan.c.Amati

gerakan pendulum ketika mendekati dan berada pada titik terendah.d.mati gerakan pendulum ketika melewati titik terendah dan menuju

titik tertinggi.e.A mati perubahan jarak simpang pendulum terhadap titik keseimbangan.f.B uatlah kesimpulanmu tentang perubahan bentuk

energi yang terjadi pada percobaan ini. F. Menunjukkan konsep kekekalan energi Dari percobaan 1 yang telah Anda lakukan terdahulu tampaklah dalam

kesimpulanmu ba hwa energi kinetik mengalami pengurangan seiring dengan penambahan energi potensial gravitasi. Namun jumlah energi

kinetic dengan energi potensial selaku sama.Jadi Em

=Ek

+Ep

Em

=mv2

+ mghDengan demikian di sembarang titik kedudukan benda, jumlah energi mekanik selalukonstan. Dapat diungkapkan sebagai berikut.E

m1

=Em2

mv21

+ mgh1

=mv22

+ mgh2

Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. 116

Mareri 22

Selasa, 11 Mei 2010Hukum Newton, Kekekalan Energi, Perubahan Materi Perubahan Materi atau Zat - Secara Fisis / Fisika dan Kimia - Ilmu Kimia Thu, 18/05/2006 - 10:58pm godam64 Perubahan materi adalah perubahan sifat suatu zat atau materi menjadi zat yang lain baik yang menjadi zat baru maupun tidak. Perubahan materi terbagi menjadi dua macam, yaitu : 1. Perubahan Materi Secara Fisika atau Fisis Perubahan fisika adalah perubahan yang merubah suatu zat dalam hal bentuk, wujud atau ukuran, tetapi tidak merubah zat tersebut menjadi zat baru. Contoh perubahan fisis : a. perubahan wujud - es balok yang mencair menjadi air - air menguap menjadi uap - kapur barus menyublim menjadi gas, dsb b. perubahan bentuk - gandum yang digiling menjadi tepung terigu - benang diubah menjadi kain - batang pohon dipotong-potong jadi kayu balok dan triplek, dll c. perubahan rasa berdasarkan alat indera - perubahan suhu - perubahan rasa, dan lain sebagainya 2. Perubahan Materi Secara Kimia Adalah perubahan dari suatu zat atau materi yang menyebabkan terbantuknya zat baru. Perubahan Contoh perubahan kimia : a. bensin biodiesel sebagai bahan bakar berubah dari cair menjadi asap knalpot. b. proses fotosintesis pada tumbuh-tumbuhan yang merubah air, sinar matahari, dan sebagainya menjadi makanan c. membuat masakan yang mencampurkan bahan-bahan masakan sesuai resep menjadi masakan yang dapat dimakan. d. bom meledak yang merubah benda padat menjadi pecahan dan ledakan HUKUM NEWTON Hukum I Newton berbunyi: Benda yang dalam keadaan diam akan mempertahankan keadaannya untuk tetap diam dan benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan cenderung mempertahankan keadaannya untuk bergerak lurus beraturan dalam arah yang sama selama tidak ada gaya yang bekerja padanya. " Hukum II Newton berbunyi Percepatan sebuah benda yang diberi gaya adalah sebanding dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Dalam bentuk rumus hukum II Newton dapat dituliskan: F=m.a. Hukum III Newton berbunyi Setiap ada gaya aksi, maka akan selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

Gerak jatuh bebas atau GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Gerak, Usaha, dan Gaya Gaya merupakan komponen/scalar yang menyebabkan terjadinya usaha. Gaya juga merupakan komponen yang mempengaruhi gerak benda. Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi: "Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan (konversi energi)". Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakannya. Energi potensial adalah suatu bentuk energi yang dimiliki oleh suatu partikel atau sistem akibat posisi atau konfigurasinya dalam ruang parameter.

Materi 4

Pengertian Energi, Potensial, Kinetik dan Hukum Kekekalan Energi - FisikaSat, 13/05/2006 - 7:44pm godam64

Energi dari suatu benda adalah ukuran dari kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Satuan energi adalah joule. Dalam ilmu fisika energi terbagi dalam berbagai macam/jenis, antara lain : - energi potensial - energi kinetik/kinetis - energi panas - energi air - energi batu bara - energi minyak bumi - energi listrik - energi matahari - energi angin - energi kimia - energi nuklir - energi gas bumi - energi ombak dan gelombang - energi minyak bumi - energi mekanik/mekanis - energi cahaya - energi listrik - dan lain sebagainya

A. Energi potensial atau Energi Diam Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya. Rumus atau persamaan energi potential : Ep = m.g.h keterangan Ep = energi potensial m = massa dari benda g = percepatan gravitasi h = tinggi benda dari tanah B. Energi Kinetik atau Kinetis Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Rumus atau persamaan energi kinetik : Ek = 1/2.m.v^2 keterangan Ep = energi kinetik m = massa dari benda v = kecepatan dari benda v^2 = v pangkat 2 C. Hukum Kekekalan Energi " Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan " Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan. Rumus atau persamaan mekanik (berhubungan dengan hukum kekekalan energi) : Em = Ep + Ek keterangan Em = energi mekanik Ep = energi kinetik Ek = energi kinetik Catatan : Satuan enerti adalah joule