Materi Pelajaran Ipa Energi Dan Manfaatnya 256c2w

MATERI PEMBELAJARAN

UNTUK SEKOLAH DASAR ENERGI DAN MANFAATNYA BAGI MANUSIA

DISUSUN OLEH : 1. LIA DAHLIA 2. ANI YULIATI 3. YAYAH YUPITASARI 4. ENTIN

UNIVERSITAS TERBUKA UT UPBJJ JAKARTA

POKJAR BEKASI

ENERGI DAN MANFAATNYA BAGI MANUSIA Peta Konsep Energi

Usaha

Benda yang bergerak

Terdiri atas

Kemampuan melakukan

Energi p anas, en ergi listrik, en erg y cahaya, energi Kim ia, dan energy gerak

Menjadi lebih mudah dengan

Energi mekanik

Contoh Perubahannya

Pesawat Sederhana Energi Listrik menjadi Energi Gerak Contoh

Contoh

Kipas Angin

Bidang Miring

Energi Listrik menjadi Energi Panas

Katrol

Contoh

Setrika Listrik

Energi Listrik menjadi Energi Kimia Contoh

Fotosintesis

Energi Kinetik

Tuas

Terdiri atas

Energi Potensial

Dirumuskan dalam Sekrup

Hukum Kekekalan Energi

Baji

Energi tidak dapat kita lihat secara langsung sehingga untuk mengukur energi yang digunakan tidak dapat dilakukan secara langsung. Mengukur energi secara tidak langsung adalah dengan cara mengamati pengaruh yang ditimbulkan oleh energi itu pada suatu benda. Misalnya, energi panas dapat menyebabkan suhu benda meningkat (makin panas). Besar kecilnya kenaikan suhu suatu benda da- pat digunakan untuk menunjukkan besar kecilnya energi panas yang diterima oleh benda tersebut. Makin tinggi suhunya, maka jumlah energi panas yang diterima benda tersebut makin besar. Jadi, meskipun tidak dapat kita lihat, energi panas (termasuk energienergi yang lain) dapat kita rasakan keberadaannya. A. Macam-Macam Sumber Energi

1

Sumber energi adalah benda yang dapat memberikan energi pada benda lain untuk melakukan suatu kegiatan. Contoh sumber-sumber energi yang terdapat di sekitar kita, antara lain, makanan, minyak bumi, gas alam, baterai, listrik, matahari, air, dan angin. 1. Makanan Makanan yang kita makan sehari-hari berasal dari tumbuhan dan hewan. Tumbuhan memperoleh energi dari matahari. Hewan memeroleh energi dari tumbuhan dan hewan lain yang dimakan. Sebagai sumber energi, makanan berfungsi antara lain untuk : a. Menggerakkan organ-organ tubuh, b. Memenuhi keperluan hidup, dan c. Mempertahankan kelangsungan hidup.

1. Minyak Bumi dan Gas Alam Saat ini, sebagian besar bahan bakar untuk kendaraan dan berbagai mesin berasal dari minyak bumi. Saat melakukan pengeboran minyak bumi, adakalanya mengenai lapisan gas yang disebut gas bumi atau gas alam. Gas alam digunakan untuk menggerakkan mesin uap di pabrik-pabrik dan

sebagai

bahan bakar kompor gas. Apa di rumahmu terdapat kompor gas? 2. Baterai Di

dalam

baterai

terdapat

zat

kimia

yang

dapat

menghasilkan energi kimia. Saat baterai digunakan, energi kimia tersebut berubah menjadi energi listrik. Ukuran baterai bermacam-macam, ada yang besar, ada pula yang kecil.

Baterai merupakan sumber energi yang sangat praktis dan m udah dibawa ke-mana-mana. Namun, energi listrik yang dihasilkanbaterai tidak begitu besar. 3. Energi Listrik Energi listrik digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari. Mulai untuk

1

menyalakan lampu penerangan sampai untuk menghidupkan alat-alat listrik lainnya. Misalnya, kipas angin, radio, televisi,lemari es, setrika, tape recorder (baca: tip rekorder), komputer, kompor listrik, dan penanak nasi atau rice cooker (baca: rais kuker). 4. Matahari Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi kehidupan di bumi. Matahari memancarkan cahaya dan panas. Apa yang terjadi ketika matahari muncul pada pagi hari? Hari menjadi terang, bukan? Dan apa yang kamu rasakan ketika berada di bawah sinar matahari? Kamu merasa kepanasan, bukan?Kita sangat bergantung pada energi matahari.dalam kehidupan sehari-hari, manusia memerlukan energi matahari, antara lain, untuk : a. menghangatkan tubuh; b. mengeringkan pakaian; c. mengeringkan bahan makanan, seperti ikan,kerupuk, kopi yang baru

dipetik,

padi yang barudipanen;

d. membuat garam; e.

bahkan kini energi matahari juga digunakan untuk membangkitkan energi

listrik.Coba kamu sebutkan kegunaan energi matahari yang lain! 1. Air Air biasanya mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Aliran air dapat menghasilkan energi. Contohnya, air terjun. Jadi, air terjun juga merupakan sumber energi.Umumnya, air terjun mempunyai aliran air dalam jumlah besar sehingga dapat menghasilkan energi yang besar pula. Energi yang berasal dari aliran air terjun dapat digunakan untuk memutar turbin pada pusat pembangkit energi listrik. Putaran yang dihasilkan turbin dapat menggerakkan generator listrik sehingga energi listrik dapat dihasilkan. Pembangkit listrik tenaga air dikenal dengan singkatan

2

PLTA. 2. Angin Angin

adalah

udara

yang

bergerak.

Angin

menyimpan energi. Jadi, angin juga termasuk sumber energi. Manusia telah memanfaatkan energi

angin

sejak

dahulu.

Misalnya,

untuk

menggerakkan perahu layar, layang-layang, dan kincir angin. Saat ini, angin juga dimanfaatkan untuk membangkitkan energi listrik, tetapi masih terbatas pada negara-negara tertentu. Dapatkah kamu menunjukkan contoh-contoh negara yang telah memanfaatkan energi angin untuk membangkitkan energi listrik? A. Proses Pembentukan Energi Yang Dapat Diperaharui

Energi Yang Dapat Diperaharui atau Energi terbaharui mendapatkan energi dari aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan", seperti sinar matahari, angin, udara yang mengalir proses biologi, dan panas bumi. Definisi paling umum adalah sumber energi yang dapat dengan cepat diisi kembali oleh alam, proses berkelanjutan. Di bawah definisi ini, bahan bakar nuklir dan fosil tidak termasuk ke dalamnya. B. Contoh-Contoh Energi Yang Dapat Diperaharui

1. Energi Panas Bumi Energi panas bumi berasal dari penguraian radioaktif di pusat Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari, yang membuat panas permukaan bumi. Biasanya, istilah 'panas bumi' digunakan untuk energi panas dari inti bumi. Energi panas bumi dari inti Bumi lebih dekat ke permukaan di beberapa daerah daripada orang lain. dimana uap panas atau air bawah tanah dapat dimanfaatkan dan dibawa ke permukaan itu dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Seperti tenaga panas bumi. Meskipun panas bumi mampu menyediakan panas untuk beberapa dekade, akhirnya lokasi tertentu tenang. Beberapa menafsirkan makna ini sebagai lokasi panas bumi tertentu dapat mengalami penipisan. Orang lain melihat penafsiran semacam itu sebagai penggunaan yang tidak akurat dari

2

kata penipisan karena keseluruhan pasokan energi panas bumi di Bumi, dan sumbernya, tetap hampir konstan. Energi panas bumi tergantung pada geologi setempat ketidakstabilan, yang, menurut definisi, tidak dapat diprediksi, dan mungkin stabil. 2. Energi Surya

Karena kebanyakan energi terbaharui pusatnya adalah "Energi Surya" istilah ini sedikit membingungkan. Namun yang dimaksud di sini adalah energi yang dikumpulkan langsung dari cahaya matahari. Tenaga surya dapat Digunakan untuk: •

Menghasilkan listrik Menggunakan sel surya

•

Menggunakan menghasilkan pembangkit listrik tenaga panas surya

•

Menghasilkan listrik Menggunakan menara surya

•

Memanaskan gedung, secara langsung

•

Memanaskan gedung, melalui pompa panas

•

Memanaskan makanan, Menggunakan oven surya. Jelas matahari tidak memberikan energi konstan untuk setiap titik di

bumi, sehingga penggunaannya terbatas. Sel surya sering digunakan untuk daya baterai, karena kebanyakan aplikasi lainnya akan membutuhkan sumber energi sekunder, untuk mengatasi padam. Beberapa pemilik rumah menggunakan tata surya yang menjual energi ke grid pada siang hari, dan menarik energi dari grid di malam hari, inilah keuntungan untuk semua orang, karena permintaan listrik AC tertinggi pada siang hari. 1. Energi Angin

2

Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak merata, maka terbentuklah angin, dan dalam praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah Pesisir atau daerah di ketinggian, angin yang cukup Tersedia KONSTAN. Ladang angin baru dan taman angin lepas pantai telah direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara Penyediaan listrik yang tumbuh dengan cepat di abad ke-21 dan menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama. Ada perlawanan terhadap pembentukan angin, karena angin berbasis awalnya dengan persepsi mereka berisik dan berkontribusi untuk "polusi visual," yaitu, mereka dianggap eyesores. Banyak orang juga mengklaim bahwa turbin membunuh burung, dan bahwa mereka pada umumnya berbuat banyak untuk lingkungan. 2. Biomassa Tumbuhan biasanya menggunakan fotosintesis untuk menyimpan tenaga surya, udara, dan CO 2 . Bahan bakar bio adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomassa - Organisme atau produk dari metabolisme hewan, seperti kotoran dari sapi dan sebagainya. Ini juga merupakan salah satu sumber energi terbaharui. Biasanya bahan bakar bio dibakar untuk energi kimia Melepas Yang Tersimpan di dalamnya. Riset untuk mengubah bahan bakar bio menjadi listrik Menggunakan sel bahan bakar adalah bidang penelitian yang sangat aktif. Biomassa dapat Digunakan langsung sebagai bahan bakar atau untuk memproduksi bahan bakar bio cair. Biomass yang diproduksi dengan teknik pertanian, seperti biodiesel, etanol, dan bagasse (seringkali sebuah produk sampingan dari pengkultivasian Tebu) dapat dibakar dalam mesin Pembakaran dalam atau pendidih. Sebuah hambatan adalah seluruh biomass harus melalui proses Beberapa

berikut:

harus

dikembangkan,

dikumpulkan,

dikeringkan,

difermentasi dan dibakar. Seluruh langkah ini membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur. 3. Biogas

1

Banyak bahan-bahan organik dapat melepaskan gas, karena metabolisation

bahan

organik

oleh

bakteri

(fermentasi).

Landfills

sebenarnya perlu melepaskan gas ini untuk mencegah ledakan berbahaya. Rilis kotoran hewan metana di bawah pengaruh anaerob bakteri. Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari aliran limbah saat ini, seperti: produksi kertas, produksi gula, limbah, kotoran hewan dan sebagainya. Berbagai aliran limbah harus slurried bersama-sama dan dibiarkan secara alami berfermentasi, menghasilkan gas metana. Kita hanya perlu mengubah kotoran saat ini biogas tanaman untuk tanaman, membangun lebih banyak terpusat lokal biogas kecil tanaman dan rencana untuk masa depan. Produksi biogas memiliki kapasitas untuk menyediakan kami dengan sekitar setengah dari kebutuhan energi kita, baik dibakar untuk produksi listrik atau pipa ke pipa gas saat ini untuk digunakan. Hanya saja yang harus dilakukan dan membuat prioritas. A. Proses Pembentukan Energi Yang Tidak Dapat Diperaharui

Sumber energi yang tak dapat terbarukan adalah sumber energi yang berasal dari alam yang tak dapat dibuat, dikembangkan, dibangkitkan, atau digunakan dalam skala terntu yang dapat mempertahankan keberadaannya, dan saat telah habis, tak ada kemungkinan untuk muncul lagi dimasa datang. Juga dapat didefinisikan sebagai sumber yang dihabiskan jauh lebih cepat dibandingkan kemunculannya kembali berdasarkan proses alam. Bahan bakar fosil (misalnya batubara, minyak, gas alam), beragam jenis bahan baku nuklir, merupakan contoh dari energi alam yang tidak dapat diperbaharui. Energi Yang Tidak Dapat Diperaharui atau Sumber daya habis pakai terutama berasal dari bahan bakar fosil. Ini adalah bahan bakar yang berasal dari organisme yang terkubur membusuk sejak jutaan tahun yang lalu, membentuk minyak, batubara, dan gas alam. Manusia dan makhluk hidup lainnya tidak dapat lepas dari kebutuhan akan energi. Semua aktivitas yang dilakukan selalu membutuhkan energi. Energi yang dibutuhkan berasal dari sumber energi. Tanpa adanya energi, makhluk hidup akan mati B. Contoh-Contoh Energi Yang Tidak Dapat Diperaharui

Seperti telah dijelaskan, Sumber Energi yang Tak Terbarukan salah

2

satunya Energi Fosil, terbagi menjadi 3 jenis utama : Batubara, Minyak, dan Gas Alam. 1. Minyak Bumi a. Pembentukan Minyak Bumi Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu: ➢ Teori Anorganik ➢ Teori Organik Waktu Yang Dibutuhkan Untuk Membentuk Minyak Bumi Sekitar 30juta tahun di pertengahan jaman Cretaceous, pada akhir jaman dinosaurus, lebih dari 50% dari cadangan minyak dunia yang sudah diketahui terbentuk. Cadangan lainnya bahkan diperkirakan lebih tua lagi. Dari sebuah fosil yang diketemukan bersamaan dengan minyak bumi dari jaman Cambrian, diperkirakan umurnya sekitar 544 sampai 505 juta tahun yang lalu. Para geologis umumnya sependapat bahwa minyak bumi terbentuk selama jutaan tahun dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran sangat kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme laut ini mati, badannya terkubur di dasar lautan lalu tertimbun pasir dan lumpur, membentuk lapisan yang kaya zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan (sedimentary rock). Proses ini berulang terus, satu lapisan menutup lapisan sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun berikutnya, lautan di bumi ada yang menyusut atau berpindah tempat. a. Pengolahan Minyak Bumi Minyak mentah (Crude oil) yang diperoleh dari pengeboran berupa cairan hitam kental yang pemanfaatannya harus diolah terlebih dahulu.

2. Batubara Batubara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organic utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang Hampir seluruh pembentuk batu bara

2

berasal dari tumbuhan. Pembentukan Batu Bara Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batu bara disebut dengan istilah pembatubaraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi, yakni : ➢ Tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat material

tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta membentuk gambut. ➢ Tahap Malihan atau Geokimia, meliputi proses perubahan dari lignit

menjadi bituminous dan akhirnya antrasit Cara Pembuatan Batu Bara Ada beberapa cara Pembuatan Batu Bara Contoh sulfur, sulfur adalah zat kimia kekuningan yang ada sedikit di batubara, pada beberapa batu bara yang ditemukan di Ohio, Pennsylvania, West Virginia dan eastern states lainnya, sulfur terdiri dari 3 sampai 10 % dari berat batu bara. Penting bahwa sebagian besar sulfur ini dibuang sebelum mencapai cerobong asap. Satu cara untuk ihkan batu bara adalah dengan cara mudah

memecah batu

bara

kebongkahan

yang

lebih

kecil

dan

mencucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik kecil dibatubara disebut sebagai "pyritic sulfur" karena ini dikombinasikan dengan besi menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai "fool's gold” dapat dipisahkan dari batu bara. Secara khusus pada proses satu kali, bongkahan batubara dimasukkan ke dalam tangki besar yang terisi air, batu bara mengambang ke permukaan ketika kotoran sulfur tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan "coal preparation plants" yang ihkan batu bara dari pengotor-pengotornya Kelas dan jenis batu bara

2

Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut 1. Gas Alam Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri darimetana. Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawarawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan. Komposisi Pembentuk Gas Alam Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium. Metana

adalah

gas

rumah

kaca

yang

dapat

menciptakan

pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut). Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan air (H2O) dapat juga terkandung didalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.

3

Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan. Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai "acid gas (gas asam)". Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan tercekiknya pernafasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan. Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%. Penyimpanan dan Transportasi Gas Alam Metode penyimpanan gas alam dilakukan dengan "Natural Gas Underground Storage", yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah yang lazim disebut sebagai "salt dome" yakni kubah-kubah di bawah tanah yang terjadi dari reservoir sumber-sumber gas alam yang telah depleted. Hal ini sangat tepat untuk negeri 4 musim. Pada musim panas saat pemakaian gas untuk pemanas jauh berkurang (low demand), gas alam diinjeksikan melalui kompresor-kompresor gas kedalam kubah di dalam tanah tersebut. Pada musim dingin, dimana terjadi kebutuhan yang sangat signifikan, gas alam yang disimpan di dalam kubah bawah tanah dikeluarkan untuk disalurkan kepada konsumen yang membutuhkan. Bagi perusahaan (operator) penyedia gas alam. A. Mengaplikasikan Topik Sumber Energi Dalam Pembelajaran IPA di SD.

Manusia dan makhluk hidup lainnya tidak dapat lepas dari kebutuhan

3

akan energi. Semua aktivitas yang dilakukan selalu membutuhkan energi. Energi yang dibutuhkan berasal dari sumber energi. Tanpa adanya energi, makhluk hidup akan mati. Tujuan penggunaan sumber energi, antara lain, sebagai berikut.

1. Menghasilkan Penerangan Untuk menerangi rumah dan lingkungan sekitar di waktu malam, masyarakat di daerah yang belum terjangkau jaringan listrik umumnya menggunakan lampu minyak. Sedangkan, untuk daerah yang sudah terjangkau jaringan listrik, masyarakatnya menggunakan lampu listrik untuk menerangi rumah dan lingkungan sekitarnya.

2. Menghasilkan Panas atau Dingin Pernahkah kamu memperhatikan saat ibu, kakak,atau ayahmu sedang memasak di dapur? Mereka setiap hari memasak menggunakan energi panas yang berasal dari api kompor. Kamu saat mengeringkan pakaian juga menggunakan energi panas.Energi panas dapat berasal dari matahari, api, atau listrik.Pada daerah dingin, orang membuat pakaian dari bahan yang tebal dan menciptakan pemanas ruangan agar tidak kedinginan. Sebaliknya, orang-orang yang tinggal di daerah panas memerlukan pendingin ruangan. Contoh alat yang digunakan untuk mendinginkan bahan makanan dan minuman adalah lemari es (kulkas). Adakah lemari es di rumahmu? Untuk apa sajakah fungsi alat tersebut?

3. Menggerakkan Suatu Benda Energi apa yang digunakan mobil? Mobil dan kendaraan bermotor menggunakan energi gerak.Energi gerak tersebut, umumnya diperoleh dari bahan bakar bensin atau solar sehingga kendaraan dapat berjalan. Nelayan yang mempunyai perahu layar, memanfaatkan energi gerak yang berasal dari angin saat akan melaut. Energi gerak tersebut digunakan untuk menggerakkan perahu layarnya. Dapatkah kamu menunjukkan contoh penggunaan energi gerak yang lain? Kamu dapat membuat kincir angin untuk menunjukkan bentuk energi angin dapat diubah menjadi energi gerak. Di sekitarmu pasti banyak

2

dijumpai alat-alat yang bekerja dengan bantuan angin, misalnya balingbaling atau kincir angin.Kamu tentu sudah pernah melihat baling-baling bukan? Baling-baling dapat kamu jumpai pada mainan anak-anak, pada kipas angin, kapal, dan pesawat terbang. Kincir angin: suatu alat yang terdiri atas baling-baling dan perlengkapan-perlengkapan lain yang digerakkan oleh aliran udara. 4. Memberikan contoh energi yang dapat diperbaharui

Di alam ini tersedia banyak sumber energi. Berbagai macam sumber energi itu dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu sumber energi yang dapat diperbarui dan sumber energi yang tidak dapat diperbarui. Contoh sumber energi yang dapat diperbarui, antara lain baterai, makanan, air, angin, dan matahari.

5. Menjelaskan proses pembentukan energi yang tidak dapat diperbaharui Sumber energi yang tidak dapat diperbarui adalah sumber energi yang apabila sudah habis terpakai, tidak dapat dibentuk lagi dalam waktu yang singkat. Oleh karena itu, manusia selalu berusaha dengan segala kepandaiannya untuk dapat menemukan sumber energi baru.Agar sumber energi yang telah disediakan oleh alam ini tidak cepat habis, maka perlu digalakkan tindakan penghematan energi sedini mungkin. Usaha untuk menghemat energi yang dapat kita terapkan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain : a. Menggunakan alat-alat listrik yang hemat energi, b. Mematikan alat-alat listrik bila tidak digunakan, c. Kamar kosong tidak perlu diberi penerangan, d. Menggunakan kendaraan yang hemat bahan bakar, e. Mematikan keran air apabila selesai digunakan, f. Menggunakan air secukupnya saat mencuci pakaian, g. Menggunakan kompor yang hemat energi.

1. Memberikan contoh energi yang tidak dapat diperbaharui Sumber energi yang tidak dapat diperbaharui kebanyakan atau

2

sebagian besar berasal dari alam. Contoh sumber energi yang tidak dapat diperbarui, antara lain, minyak bumi, gas alam, batu bara, dan barangbarang tambang lain. A. Perubahan Pada Energi Panas Energi panas adalah energi yang dihasilkan dari panas suatu benda. Jadi, energi panas berasal dari benda yang memiliki suhu tinggi. Contoh benda yang memiliki suhu tinggi adalah matahari dan api. Panas juga dapat dihasilkan oleh gesekan dua buah benda. Pernahkah kamu menggesekkan kedua telapak tanganmu? Apa yang kamu rasakan setelah kedua telapak tanganmu kamu gesekkan? Terasa hangat, bukan? Coba cari contohcontohnya yang lain! Panas disebut juga dengan kalor. Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan berbagai kegiatan kehidupan sehari-hari. B. Contoh Penerapan Pada Energi Panas Panas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Misalnya, panas matahari di gunakan untuk mengeringkan pakaian, panas setrika digunakan untuk melicinkan pakaian, dan panas dari api kompor dapat digunakan untuk memasak. Selain dari contoh tersebut Energi Panas juga bisa digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik seperti PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap). C. Perubahan Pada Energi Cahaya Cahaya (Energi Cahaya) Energi

cahaya

adalah

energi

yang

dipancarkan oleh sumber cahaya. Misalnya, energi cahaya yang dipancarkan oleh matahari, bintang, api,

dan

lampu.

dimanfaatkan

oleh

Cahaya tumbuhan

matahari untuk

dapat

membuat

makanan melalui fotosintesis serta untuk menerangi

2

bumi dan segala isinya di saat siang hari. Di malam hari, kita memerlukan energi cahaya untuk menerangi ruangan. Energi tersebut berasal dari lampu yang dinyalakan.

Gelombang elektromagnetik dapat digambarkan sebagai dua buah gelombang yang merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus yaitu medan magnetik dan medan listrik. Merambatnya gelombang magnet akan mendorong gelombang listrik, dan sebaliknya, saat merambat, gelombang listrik akan mendorong gelombang magnet. Diagram di atas menunjukkan gelombang cahaya yang merambat dari kiri ke kanan dengan medan listrik pada bidang vertikal dan medan magnet pada bidang horizontal.

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi di atas adalah sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern. D. Contoh Penerapan Pada Energi Cahaya Gelombang yang timbul akibat medan listrik dan medan magnet disebut

2

gelombang elektromagnet. Gelombang elektromagnet yang terlihat oleh pancaindera manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang berkisar pada 300-700 nm (nanometer). Gelombang diatas panjang gelombang 700 nm adalah inframerah dan dibawah 300 nm adalah ultraviolet. Manusia telah banyak memanfaatkan energi yang terdapat pada gelombang elektomagnet sejak dahulu kala. Tapi pemahaman tentang gelombang ini sendiri baru dapat dianalisis oleh kita sekitar abad 10. Seiring perkembangan zaman, pemanfaatan gelombang elektromagnet oleh manusia semakin sering dilakukan dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan perkembangan pemahaman tentang gelombang ini sendiri. Cahaya adalah bentuk partikel dan gelombang dengan teori dualitas partikelgelombang telah memberikan kontribusi yang besar dalam memanfaatkan gelombang elektromagnet dalam kehidupan sehari-hari. Cahaya matahari yang merupakan pancaran gelombang elektromagnet adalah salah satu contoh dari sekian banyak bentuk energi yang dapat kita rasakan di bumi dan telah kita manfaatkan sumber dayanya berabad-abad. Pemberdayaan energi cahaya matahari pada setiap zaman semakin meningkat seiring dengan pengetahuan yang kita dapatkan dan salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang memanfaatkan energi foton cahaya matahari menjadi energi listrik. Di malam hari, kita memerlukan energi cahaya untuk menerangi ruangan. Energi tersebut berasal dari lampu yang dinyalakan. Energi cahaya juga dimanfaatkan oleh mercusuar untuk memberikan arahan bagi kapal dalam mengetahui posisinya, memperingatkan adanya ba haya, dan memberitahu kapal bahwa daratan sudah dekat. Coba sebutkan contoh kegunaan energi cahaya dalam bidang lain! E. Perubahan Pada Energi Gerak Energi gerak disebut juga energi kinetik. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak. Contohnya, air yang mengalir, angin, orang yang berlari, kereta yang berjalan, dan roda yang berputar. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan hasil karya seseorang, baik itu karya seni maupun berbagai macam peralatan lainnya. Kita sering tertarik pada suatu benda karena benda tersebut indah atau bahannya sangat bagus dan kuat. Alat dan bahan yang digunakan untuk mewujudkan

2

karya seseorang sangat beraneka ragam. Pernahkah kamu menggunakan suatu benda atau barang untuk bermain? Apakah mainan tersebut kamu buat sendiri atau dibeli di toko? Kalau mainan itu kamu beli di toko, tidakkah kamu berkeinginan untuk membuatnya sendiri? Kamu bisa saja membuat alat-alat bermain untuk digunakan sendiri dengan memanfaatkan bahan-bahan yang terdapat di sekitar kita. Mungkin saja hasil karyamu belum sebagus mainan yang dibeli di toko, tetapi setidaknya kamu telah mencoba membuatnya. Apabila dilatih secara tekun, maka bukan tidak mungkin hasil karyamu dapat menjadi bagus. Energi gerak dapat diubah menjadi energi listrik, Mobil dan kendaraan bermotor menggunakan energi gerak. Energi gerak tersebut, umumnya diperoleh dari bahan bakar bensin atau solar sehingga kendaraan dapat berjalan. Nelayan yang mempunyai perahu layar, memanfaatkan energi gerak yang berasal dari angin saat akan melaut. Energi gerak tersebut digunakan untuk menggerakkan perahu layarnya F. Contoh Penerapan Pada Energi Gerak Energi gerak dapat diubah menjadi energi listrik, Mobil dan kendaraan bermotor menggunakan energi gerak. Energi gerak tersebut, umumnya diperoleh dari bahan bakar bensin atau solar sehingga kendaraan dapat berjalan. Nelayan yang mempunyai perahu layar, memanfaatkan energi gerak yang berasal dari angin saat akan melaut. Energi gerak tersebut digunakan untuk menggerakkan perahu layarnya.

G. Mengaplikasikan Topik Perubahan Bentuk Energi dalam Pembelajaran IPA di SD. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan berbagai macam peralatan Alat dan bahan yang digunakan untuk mewujudkan karya seseorang sangat beraneka ragam. 1. Kincir Air (Pengayaan) Berdasarkan pengetahuan dipelajari,

pelajaran

alam

kamu

yang

telah

mungkin

dapat

membuat berbagai benda atau barang

2

yang berguna. Bahkan kamu pun dapat membuat sebuah pembangkit energi listrik. Pelajaran pengetahuan alam tidak hanya untuk dihafalkan, tetapi juga untuk dipraktikkan. Jadi, dengan bekal pengetahuan dan keterampilan yang memadai, kamu dapat berkarya. Kamu telah mengetahui bahwa air dapat menghasilkan energi gerak. Kincir air adalah salah satu jenis alat yang memanfaatkan kekuatan air. Apakah kegunaan kincir air? Kincir air dapat digunakan untuk mengangkat air dari tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi. Kincir air juga bisa digunakan untuk memutar generator pembangkit energi listrik. Apa lingkungan sekitar rumahmu terdapat kincir air? Di zaman serba modern ini, mungkin kincir sudah jarang dijumpai. Agar kamu tidak penasaran dengan kincir air, lakukan kegiatan berikut! Pada kegiatan ini, kamu akan membuat kincir air. Kamu harus mempersiapkan alat dan bahan yang diperlukan. Hati-hatilah dalam bekerja menggunakan gergaji, gunting, bor, palu, dan jangka. a. Alat dan Bahan 1) 2) Gergaji tripleks 3) Gergaji kayu 4) Gunting seng 5) Palu 6) Bor kayu 7) Jangka 8) Paku 9)

2

10)Kayu berbentuk lingkaran dengan garis tengah 6 cm 11)Dua buah papan tripleks berbentuk lingkaran Diameter 15 cm 12)Delapan buah seng berbentuk persegi panjang dengan ukuran

panjang 7 cm dan lebar 4 cm 13)Roda gigi untuk memutar dinamo 14)Besi untuk membuat poros 15)Dinamo sepeda 16)Lampu senter 1,5 volt 17)Fiting (dudukan lampu)

a. Cara Membuat Kincir Air 1) Buat jari-jari pada lingkaran sebanyak delapan buah, kemudian

gergajilah kurang lebih 4 cm dari sisi lingkaran! 2) Hubungkan dua lingkaran tripleks pada lingkaran kayu dengan

menggunakan paku! 3) Pasang seng pada jari-jari tripleks. Usahakan agar seng dapat

terjepit dengan kuat! 4) Beri poros pada kincir tersebut dan pasang roda gigi pada poros.

Usahakan agar poros dapat terpasang dengan kuat! 5) Buat rumah kincir sebagai dudukan dengan menggunakan kayu agar

kincir dapat berdiri tegak! 6) Hubungkan roda gigi dengan dinamo sehingga kepala dinamo

sepeda berhimpitan dengan roda gigi! 7) kegiatan ini secara hati-hati karena ada beberapa alat dan bahan

yang dapat melukaimu! 8) Uji hasil karyamu sampai mendapatkan hasil yang terbaik untuk

memastikan alatmu benar-benar dapat berfungsi! 9) Jaga lingkungan kerjamu agar tetap bersih seperti semula! a. Prinsip Kerja Kincir Air 1)

Untuk memutar kincir, tuangkan air dari cerek atau dari keran!

2)

Ketika kincir berputar, roda gigi ikut berputar sehingga kepala dinamo sepeda juga berputar.

3)

Berputarnya kepala dinamo sepeda mengakibatkan magnet di dalam dinamo berputar sehingga menghasilkan energi listrik.

2

4)

Untuk membuktikan adanya energi listrik yang dihasilkan, kamu dapat menghubungkan dinamo ke sebuah lampu listrik melalui kabel. Apa yang terjadi pada lampu saat kincir dan dinamo berputar?

1. Kincir Angin Kamu tentu sudah pernah melihat baling-baling bukan? Baling-baling dapat kamu jumpai pada mainan anak-anak, pada kipas angin, kapal, dan pesawat terbang. Kamu dapat membuat sendiri kincir angin dengan

mengikuti langkah-langkah berikut! : Saat melakukan kegiatan ini, berhati-hatilah dalam menggunakan gunting. a. Alat dan Bahan 1) Karton tipis dengan ukuran 20 cm × 20 cm 2) Gunting 3) Lidi 4) Lem 5) Pensil 6) Penggaris 7) Plastisin 8) Tangkai bambu kecil b. Cara Kerja 1) Siapkan kertas karton dengan ukuran 20 cm × 20 cm dan

carilah titik tengah karton dengan melipat sudut ketemu sudut! 2) Buatlah persegi kecil di sekitar titik tengah! 3) Guntinglah kertas pada empat tempat bekas lipatan saat

mencari titik tengah dari tepi sudut sampai pada persegi kecil sehingga membentuk empat celah guntingan! 4) Tariklah

ujung-ujung kertas tadi secara berselang-seling,

kemudian rekatkan ke bagian tengah dengan menggunakan lem! 5) Tusuklah bagian tengah baling-baling dengan menggunakan

lidi yang telah diruncingkan bagian ujungnya!

3

6) Buatlah pembatas pada lidi di bagian depan dan belakang

baling-baling dengan menggunakan plastisin! 7) Ikatlah lidi pada tangkai bambu yang telah disiapkan (agar

lebih indah, buatlah beberapa kincir angin dan berilah warna)! 8) Sekarang, coba kamu tempatkan kincir angin yang telah kamu

buat pada tempat yang tertiup angin atau bawa larilah kincir angin tersebut! 9) Apa yang terjadi apabila kincir angin tersebut kamu tempatkan

di depan kipas angin listrik? 10)Jaga lingkungan kerjamu agar tetap bersih seperti semula! 11)Setelah dapat membuat kincir angin, jelaskan di depan temantemanmu cara kerja kincir angin!

4