CATATAN ENERGI -- IPA KELAS V

Perpindahan Energi Panas

A.    Perpindahan  Energi Panas

Perpindahan Energi Panas Dari Satu Benda Ke Benda Lain Melalui 3 Macam Cara, Yaitu Konduksi, Konveksi, Dan Radiasi.

1.      Konduksi

      Saat kita mengaduk the panas, tangan kita yang memegang sendok logam terasa panas. Hal ini terjadi karena panas berpindah dari air the menuju tangan kita melalui sendok. Perpindahan panas semacam ini disebut konduksi (Hantaran).

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara tanpa dikuti perpindahan zat itu.

      Saat terjadi konduksi, panas dipindahkan dari bagian logam yang panas ke bagian logam yang dingin. Ketika panas perpindah, bagian – bagian logam yang dilalui oleh panas tidak ikut berpindah. Peristiwa konduksi terjadi pada semua jenis logam, contohnya : baja, kuningan, aluminium, dan besi. Alat – alat rumah tangga yang memanfaatkan perpindahan panas secara konduksi, contohnya wajan (penggorengan), panci, dan solder.

CONTOH:

a.    Memasak air menggunakan panci logam. Panas panci yang berasal dari kompor yang digunakan saat memasak.

b.    Membuat kopi atau minuman panas

c.    Membakar besi, logam, dan sejenisnya

d.    Saat menyetrika baju, panas yang berasal dari setrika berpindah ke baju karena digosokkan secara langsung sehingga baju menjadi hangat.

e.   Ketika memegang gelas yang panas, maka telapak tangan kita akan menerima panas dari gelas tersebut.

2.      Konveksi

          konveksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara disertai perpindahan zat itu      

Saat kita masak air, lama – kelamaan akan mendidih. Hal ini terjadi karena air terus - menerus di panaskan. Mula – mula air pada dasar wadah yang mendapatkan panas. Akibatnya, air pada bagian ini menjadi lebih ringan. Karena ringan, air ini naik ke permukaan. Air yang semula ada di permukaan terdesak turun ke bagian dasar. Air ini pun dipanaskan dan naik kembali. Demikian seterusnya sehingga terjadi pertukaran air . pada pemanasan air ini terjadi perpindahan panas yang disebut konveksi (aliran), yaitu perpindahan panas yang diikuti perpindahan bagian – bagian zat itu. Proses Konveksi menyebabkan sayuran yang kita masak menjadi matang. Demikian juga dengan nasi yang kita masak.

CONTOH

1.    Saat memanaskan air, air akan terlihat seperti diaduk. Itu karena, air yang paling bawah akan lebih dulu panas dan menjadi lebih ringan sehingga berpindah ke atas.

2.    proses mencairnya es batu yang dimasukkan ke dalam air panas. Panas pada air berpindah bersamaan dengan mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut kemudian menyebabkan es batunya meleleh

3.    ketika kita sedang memasak air. Air yang berada di bagian bawah mendapatkan panas lebih dahulu, kemudian pindah ke bagian atas tempat suhu dingin, dengan demikian suhu yang dingin pindah ke bawah

4.    terjadinya angin darat dan angin laut

5.    adanya cerobong asap pabrik  

6.    adanya sirkulasi udara pada ruang kamar di rumah. 

       

3.      Radiasi

      Saat siang hari yang cerah, matahari memancarkan panas tidak memerlukan zat perantara. Panas mahari itu sampai ke bumi stelah melewati ruang hampa udara di angkasa.  Radiasi  adalah perpindahan panas tanpa memerlukan zat perantara. Perpindahan panas melalui ruang hampa udara disebut radiasi (pancaran).

      Contoh lain perpindahan panas secara radiasi yatiu ketika berdiri di dekat api unggun. Di badan kita terasa hangat karena menerima pancangan langsung dari api unggun. Adannya radiasi menyebabkan jemuran atau cucian menjadi kering.

Sumber ARUS LISTRIK

Sumber arus listrik adalah benda-benda yang dapat menghasilkan arus listrik, contohnya sumber energi listrik adalah: baterai, akumulator, elemen Volta, elemen Daniell, dan elemen Weston. Mobil-mobilan dapat bergerak karena memperoleh energi listrik dari baterai, lampu senter dapat digunakan setelah dipasang baterai ke dalamnya.

BENTUK BENTUK ENERGI

Energi yang paling besar adalah energi matahari. Energi panas dari sinar matahari memiliki banyak manfaat bagi kehidupan di muka bumi ini. Manfaat energi matahari dapat dirasakan oleh manusia yaitu dapat dimanfaatkan untuk mengeringkan pakaian, untuk menghangatkan ruangan, sebagai penghangat tubuh, untuk mengeringkan hasil pertanian seperti padi, kopi, cengkeh, untuk pembengkit tenaga listrik. Selain dapat bermanfaat bagi manusia energi matahari juga bermanfaat bagi tumbuhan yang memiliki klorofil untuk dapat melakukan proses pembuatanan makanan atau proses fotosintesis. 

Selain energi matahari yang merupakan energi yang paling besar secara umum energi dapat dibagi menjadi beberapa macam bentuk energi yaitu:

1. Energi kimia 
Energi kimia adalah suatu energi yang tersimpan di dalam persenyawaan kimia yang berbentuk ikatan antara atom yang satu dengan atom yang lainnya.  Energi kimia adalah suatu energi yang dihasilkan dalam suatu proses kimia. Besarnya energi yang dihasilkan tergantung dari jenis dan jumlah pereaksi dalam suatu reaksi kimia. Alat-alat yang dapat menghasilkan energi dari reaksi kimia misalnya aki dan beterai.

2. Energi listrik
Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi. 

3. Energi panas
Energi panas atau energi kalor merupakan suatu energi yang bersumber dari matahari, dimana matahari merupakan sumber energi panas yang paling besar. Sinar matahari yang memberikan panas yang sesuai sangat bermanfaat bagi makhluk hidup yang ada di muka bumi. 

4. Energi bunyi
Energi bunyi merupakan energi yang dihasilkan oleh bunyi atau suara, yaitu benda yang bergetar. Contohnya bunyi gitar, bunyi bom, bunyi halilintar, dan bunyi petasan.

5. Energi nuklir
Energi nuklir adalah suatu energi yang terkandung dalam inti atom dari unsur-unsur nuklir. Energi nuklir akan keluar bila suatu inti atom berubah menjadi inti lain. Besarnya energi nuklir yang dihasilkan tergantung pada jumlah dan jenis inti.contohnya ledakan yang terjadi pada bom atom.

6. Energi mekanik
Energi mekanik merupakan energi yang disebabkan karena adanya suatu usaha yang berhubungan dengan gerakan yang terjadi pada benda. Energi mekanik terdiri atas 2 buah energi yaitu energi potensial dan energi kinetik.

a. Energi potensial
Energi potensial merupakan suatu energi tersimpan yang dimiliki oleh suatu benda karena posisi (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai contoh yaitu batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial apabila batu kita lepas maka batu tersebut akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika batu tersebut mengenai tanah yang lembek, maka batu yang jatuh tadi akan menyebabkan terjadinya lubang pada tanah. 
Dari pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa energi potensial suatu benda dipengaruhi oleh massa benda, percepatan dari gaya gravitasi bumi, dan ketinggian dari suatu benda yang bersangkutan.

b. Energi kinetik
Energi kinetik merupakan suatu energi yang dimiliki oleh suatu benda yang dipengeruhi oleh gerakan aktif dari suatu benda yang bersangkutan. Besarnya suatu energi kinetik dipengaruhi oleh massa suatu benda dan kecepatan dari suatu benda yang bersangkutan. Semakin besar massa dari benda yang bersangkutan, maka energi kinetiknya juga akan semakin besar, begitu pula semakin cepat laju/kecepatan dari suatu benda, energi kinetik yang dihasilkan juga akan semakin besar.

PERUBAHAN YANG TERJADI PADA ENERGI

Suatu energi manfaatnya baru akan dapat terlihat apabila energi tersebut mengalami suatu perubahan bentuk dari energi satu ke dalam energi yang lainya. Seperti yang kita ketahui bahwa energi memiliki suatu hukum yang sering disebut dengan hukum kekekalan energi. Bunyi dari hukum kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnya.
Dari hukum kekekalan energi di atas apabila energi dapat dirubah ke dalam bentuk energi lainnya maka energi tersebut akan dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.

Perubahan energi yang paling banyak bisa dimanfaatkan adalah perubahan dari energi listrik dirubah ke dalam bentuk energi yang lainnya.

Contoh perubahan energi itu antara lain:

1.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi panas

a.    setrika listrik

b.    solder listrik.

c.    Microwave

d.    Rice cooker/magic jar

2.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi suara

a. radio dan tape.

b. Bel Listrik

c. Alarm / Sirine

d. handphone

3.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi cahaya

a. lampu.

4.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi cahaya (gambar) dan suara

a. pada televisi.

5.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi menjadi energi gerak

a.    kipas angin.

b.    blender

6.    Perubahan dari energi listrik menjadi energi menjadi energi panas

a.    pengering rambut (hair dryer)

b.    penanak nasi (rice cooker).

c.    Seterika listrik

d.    Kompor listrik

e.    Solder listrik

7.    Perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik

a.    aki dan baterai.

8.    Perubahan dari energi cahaya menjadi energi kimia

a.    proses fotosintesis.

9.    Perubahan dari energi gerak menjadi energi listrik

a.    dynamo sepeda.

10.   Perubahan dari energi potensial menjadi energi listrik

a.    pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

Sumber energi yang mengubah energy matahari menjadi energy listrik adalah SEL SURYA

Sumber energy bagi PLTA adalah AIR TERJUN YANG DERAS.

BENDA-BENDA KONDUKTOR dan ISOLATOR

Benda KONDUKTOR (penghantar)  adalah benda yang menghantarkan panas dengan baik.

Nama Benda-Benda Konduktor

1.    BENDA BAHAN LOGAM

a.    Baja

b.    Tembaga

c.    Almunium

d.    Timbal

e.    Perak

f.     Emas

g.   Timah

2.    KAYU BASAH

3.    AIR

Benda ISOLATOR (penghambat) adalah benda yang tidak mudah menghantarkan panas.

Nama Benda-Benda Isolator

1.    BENDA BAHAN KAYU

2.    BENDA BAHAN PLASTIK

3.    BENDA BAHAN KACA

4.    BENDA BAHAN KAIN

5.    BENDA BAHAN KARET

6.   BENDA BAHAN WOL

  ISTILAH –ISTILAH

1.    Avometer atau multimeter 

   

Avometer digunakan untuk mengukur kuat arus listrik, besar tegangan listrik dan  mengukur hambatan listrik.

2. Amperemeter / Ampere Meter

        
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik (satuan Ampere). Umumnya Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz dan gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.

3. Voltmeter / Volt Meter

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik (satuan Volt). Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

4. Ohmmeter / Ohm Meter

      

Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor. Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yang kemudian dikalibrasi ke satuan ohm.

5.    SAKLAR

Saklar digunakan untuk alat penyambung atau pemutus aliran listrik                                    

6.    SEKRING

Sekring digunakan sebagai pengaman dalam suatu rangkaian listrik

7.   STOP KONTAK

STOP KONTAK digunakan sebagai tempat terminal listrik positif/negatif  dan untuk memutus dan menyambungkan arus listrik. 

8.    STEKER

STEKER digunakan untuk memgalirkan listrik / menyambungkan arus listrik ke perangkat lain dengan cara menancapkannya ke STOP KONTAK

9.   METERAN LISTRIK

Meteran Listrik digunakan untuk mengetahui jumlah penggunaan energy listrik

BAGIAN BAGIAN BATERAI DAN FUNGSINYA

1.    LAPISAN TEMBAGA berfungsi sebagai KUTUB POSITIF BATERAI

2.    BATANG ARANG (KARBON) berfungsi sebagai PENGANTAR KUTUB POSITIF BATERAI

3.    ZAT KIMIA berfungsi sebagai MEDIA ELEKTROLIT BATERAI

4.    LAPISAN SENG berfungsi sebagai KUTUB NEGATIF BATERAI

5.    PEM BUNGKUS LUAR

Korsleting adalah terjadinya persentuhan antara kawat listrik dari kutub positif dan kawat listrik dari kutub negatif.

AKI (AKUMULATOR) disebut juga dengan ELEMEN BASAH.

BATERAI disebut juga dengan ELEMEN KERING

Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran muatan listrik. Muatan listrik ada 2 yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Arus listrik mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-). Arus listrik akan menyalakan bola lampu apabila disusun dalam rangkaian tertutup.

Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah suatu hubungan sumber listrik dengan alat-alat listrik lainnya yang mempunyai fungsi-fungsi tertentu. Contoh alat-alat listrik yang sering digunakan dalam rangkaian listrik sederhana adalah sakelar dan lampu. Sakelar adalah alat listrik yang berfungsi menghubungkan dan memutuskan arus listrik.

Berdasarkan susunan hubungan alat-alat listrik maka rangkaian listrik tersusun dengan tiga cara, yaitu rangkaian seri, rangkaian paralel, dan rangkaian campuran.

1.Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun berurutan tanpa cabang.

Ciri-ciri rangkaian seri adalah sebagai berikut.

a.    Arus listrik mengalir tanpa melalui cabang.

b.    Jika salah satu alat listrik (lampu atau baterai) dilepas atau rusak maka arus listrik akan putus.

c.    Atau apabila salah satu lampu diputuskan (mati) maka lampu yang lain juga akan mati.

 Rangkaian listrik seri adalah rangkaian listrik yang bola lampunya mendapatkan arus dari baterai (sumber arus) secara berurutan. Hal inilah yang menyebabkan apabila satu bola lampu dikendorkan maka arus listrik terputus dan bola lampu yang satunya akan padam karena tidak mendapat arus listrik. Ini juga menjadi salah satu sifat dari rangkaian listrik seri.

2.Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang dihubungkan secara berjajar dengan satu atau beberapa cabang.

Ciri-ciri rangkaian paralel sebagai berikut.

a.    Arus mengalir melalui satu cabang atau lebih..

b.    Jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak arus listrik akan tetap mengalir melalui cabang yang lain.

Hal ini terjadi karena lampu yang lain masih terhubung dengan sumber arus listrik. Rangkaian listrik di rumah kita dipasang secara paralel, sehingga jika salah satu lampu dipadamkan lampu yang lainnya tetap menyala.

Rangkaian listrik paralel adalah  rangkaian listrik yang masing-masing bola lampunya mendapatkan arus listrik langsung dari sumber arus. 

Itulah sebabnya mengapa bila salah satu bola lampu dikendorkan dan arus listrik terputus maka bola lampu yang lainnya masih menyala.

3.Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran adalah rangkaian perpaduan antara rangkaian seri dan paralel.

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan untuk menjaga keselamatan saat menggunakan alat elektronik (listrik):

1.    Jangan menyalakan peralatan listrik di tempat yang lembab atau basah.

2.    Gunakan alas kaki dari karet setiap kali bekerja dengan peralatan listrik.

3.    Jika ada peralatan listrik yang rusak, jangan mencoba memperbaikinya sendiri. Mintalah ahli elektronik untuk memperbaikinya.

4.    Jangan memasukkan benda-benda logam ke dalam lubang stopkontak.

5.    Hindari penggunaan steker yang terlalu banyak pada sebuah stopkontak.

6.    Hindari kabel yang terkelupas karena dapat menimbulkan sengatan listrik.

7.    Apabila peralatan listrik mengeluarkan asap atau mencium bau terbakar, segera matikan alat tersebut.

8.    Jangan bermain layang-layang di dekat kawat listrik.

Penghematan energi listrik antara lain dapat dilakukan dengan cara berikut.

1.    Matikan peralatan listrik yang tidak digunakan.

2.    Menggunakan penerangan secukupnya.

3.    Menggunakan lampu hemat energi.

4.    Menggunakan peralatan listrik secara bergantian.

5.    Tidak terlalu sering menghidupkan dan mematikan alat listrik dengan daya tinggi, misalnya setrika.

PERTANYAAN!

 Jika pada bohlam atau neon tertulis 220 V / 40 W artinya Bohlam itu bertegangan 220 volt  dan memiliki daya sebesar 20 watt.

Mengapa rangkaian lampu di rumah kita menggunakan rangkaian parallel?

Karena jika 1 lampu dimatikan / rusak, lampu yang lain tidak ikut mati.

Mengapa tangan kita tidak boleh basah saat menggunakan alat listrik ? Karena tangan yang basah atau saat kulit kita basah, tubuh kita menjadi lebih muda menghantarkan listrik.

Mengapa kita harus hemat energy? Agar kita tidak mengalami krisis energi yang cukup parah di masa depan.