Beberapa waktu lalu, Indonesia dihebohkan oleh suatu penemuan bahan bakar berbasis air yang kontroversial. Pro dan kontra dari penemuan ini kemudian bermunculan di masyarakat. Saya termasuk yang pesimis dengan penemuan ini, karena memang sepengetahuan saya hal ini tidak mungkin dilakukan.
Suatu hari, saya membaca salah satu kolom di harian Kedaulatan Rakyat yang ditulis oleh Ir Priyatmadi MT, Dosen Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi UGM. Saya kemudian tertarik untuk menuliskan ulang kolom tersebut di blog saya. Hal ini sekaligus saya lakukan sebagai ujicoba tampilan baru blog saya yang menggunakan feature readmore. Berikut ini adalah tulisan bapak Priyatmadi, selamat membaca semoga bisa bermanfaat bagi anda semua,
Energi yang sangat diperlukan dalam zaman modern ini semakin langka dan semakin mahal harganya. Untuk menjawab tantangan kelangkaan energi ini manusia berusaha mencari sumber energi alternatif di luar bahan bakar fosil. Salah satu klaim penemuan sumber energi alternatif adalah blue energy yang kontroversial. Tulisan ini tidak akan membahas blue energy tersebut tetapi akan memaparkan prinsip kekekalan massa dan energi yang diyakini kebenarannya sampai saat ini. Yang dimaksud dengan energi di sini adalah energi dalam ilmu fisika bukan misalnya energi alam gaib.
Energi adalah kekuatan yang dapat melakukan usaha. Usaha adalah gaya dikalikan jarak. Bila satuan gaya adalah Newton (N) dan satuan jarak adalah meter (m) maka satuan usaha adalah Nm yang disebut Joule (J). Bila kita mengangkat benda 1 kg setinggi 1 m maka gaya yang kita keluarkan adalah 10 N sehingga energi yang dikeluarkan adalah 10 J (dengan asumsi gravitasi = 10 m/s2.Usaha adalah salah satu bentuk energi. Dengan energi itu manusia mengangkat dan memindahkan barang, memanaskan, mengalirkan cairan membuat penerangan dan sebagainya. Di alam ini energi tampil dalam berbagai bentuk seperti energi potensial, energi kinetik, energi panas, energi listrik, energi kimia dan lain-lain.
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda yang terletak pada ketinggian. Semakin tinggi benda itu berada dan semakin besar massanya, maka semakin tinggi energi potensialnya. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak semakin besar massa dan kecepatannya maka semakin tinggi energi kinetiknya. Energi panas adalah energi yang tampil dalam bentuk panas. Semakin tinggi suhu suatu benda semakin tinggi energi yang tersimpan pada benda. Energi listrik adalah energi yang dimiliki oleh arus listrik sedangkan energi kimia adalah energi yang dimiliki oleh bahan kimia yang akan dilepaskan ketika bahan kimia itu bereaksi dengan bahan kimia lain.
Walaupun energi-energi itu tampil dalam bentuk yang berbeda namun energi-energi itu adalah entitas yang sama. Orang sering menggunakan satuan yang berbeda untuk jenis energi yang berbeda namun satuan mereka dapat disetarakan misalnya 1 kwh = 3.600.000 J. Satuan lain yang sering digunakan misalnya kalori, BTU, celcius heat unit dan elektronvolt.
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Ketika buah kelapa jatuh dari pohon kelapa, energi potensialnya sebagian berubah menjadi energi kinetik dan sisanya menjadi energi panas karena gesekan dengan udara. Semakin mendekati bumi semakin kecil energi potensialnya dan semakin besar energi kinetiknya. Ketika sampai di bumi seluruh energi itu diubah menjadi energi panas yang lalu diserap oleh bumi, kelapa dan udara.
Dalam sejarah kehidupan manusia, manusia mampu mengubah satu bentuk energi yang sukar dimanfaatkan menjadi bentuk energi lain yang mudah dimanfaatkan. Energi kinetik angin dan air diubah menjadi energi kinetik putaran kincir. Energi kimia yang ada dalam bahan bakar menjadi energi panas dan cahaya dengan cara membakarnya.
Penemuan yang membawa dampak revolusi industri adalah penemuan berbagai mesin seperti mesin uap, mesin bensin dan mesin diesel. Dengan mesin ini energi yang terkandung dalam bahan bakar dapat diubah menjadi energi kinetik putaran mesin. Penemuan berikutnya yang amat penting adalah ditemukannya generator yang mampu mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Penemuan-penemuan masih berlangsung terus, penemuan terakhir yang penting adalah penemuan mesin yang mampu mengubah energi kimia dalam hidrogen dan oksigen langsung menjadi energi listrik yang terkenal dengan nama fuel cell.
Walau energi dapat diubah bentuknya namun jumlah energinya tetap, jumlah energi sebelum diubah dan jumlah energi setelah diubah adalah sama persis. Ini adalah hukum pertama termodinamika dan sering disebut dengan nama hukum kekekalan energi. Berdasarkan hukum ini maka energi itu kekal adanya, tidak dapat dihilangkan dan tidak dapat diciptakan. Energi itu tidak pernah hilang, tetapi hanya berubah bentuk.
Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa dalam suatu proses termodinamika maka entropi total selalu positif. Pengertian entropi membutuhkan uraian panjang sebaiknya dilupakan saja, tapi yang penting dari hukum ini adalah muncul konsekuensi antara lain: 1. Adalah tidak mungkin mengubah energi panas suatu benda menjadi energi mekanik sehingga benda tersebut menjadi dingin tanpa memanaskan benda lain yang bersuhu lebih dingin. Dengan demikian maka ketika suhu di permukaan bumi ini sudah sama dengan suhu magma bumi maka energi panas bumi tidak lagi dapat diubah menjadi energi lain. 2. Ketika satu bentuk energi diubah menjadi bentuk energi lain selalu ada sebagian energi yang berubah menjadi energi panas. Bila kita membakar bahan bakar maka energi yang dihasilkan adalah sama dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar itu.
Energi yang tersimpan dalam 1 galon (Amerika) minyak tanah adalah 142.200.000 J atau 142.200 kJ. Jadi adalah tidak mungkin dibuat sebuah mesin yang menghasilkan energi lebih atau kurang dari 142.200 kJ untuk setiap galon minyak tanah. Energi yang dihasilkan oleh mesin itu biasanya terdiri atas dua bentuk energi yaitu energi kinetik dan energi panas. Karena energi panasnya selalu muncul maka energi kinetiknya selalu lebih kecil dari 142.200 kJ.
Ketika hidrogren dibakar menjadi H2O, maka energi akan dilepaskan oleh proses kimia ini. Sebaliknya bila H2O diubah menjadi Hidrogen dan oksigen akan diperlukan energi. Energi yang diperlukan untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen adalah lebih besar daripada energi yang dihasilkan ketika hidrogen yang dihasilkan tersebut dibakar. Hal ini sesuai dengan hukum kedua termodinamika bahwa ada sebagian energi yang digunakan untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen menjadi energi panas.
Kekekalan Massa dan Energi Einstein dalam teorinya mengatakan bahwa massa dapat diubah menjadi energi. Rumus Einstein yang terkenal adalah E=mc2 dengan E adalah energi, m adalah massa dan c adalah kecepatan rambat gelombang cahaya. Berdasarkan hukum ini maka massa adalah salah satu bentuk energi. Massa yang kecil dapat berubah menjadi energi yang sangat besar. Peristiwa pengubahan massa menjadi energi sudah terbukti pada reaksi nuklir.
Reaksi nuklir membutuhkan teknologi tinggi untuk merealisasikan. Sampai saat ini hanya bahan radioaktif yang massanya dapat diubah menjadi energi. Manusia belum pernah mampu mengubah energi menjadi massa. Di alam ini banyak terdapat sumber energi seperti energi angin, air, gelombang laut, kimia, panas bumi dan matahari. Dapat dipastikan bahwa sumber energi angin, air, dan gelombang berasal dari energi matahari.
Bahan bakar juga kemungkinan besar berasal dari energi matahari melalui proses biologi dan kimia sehingga muncul bahan bakar seperti kayu, gas, minyak, dan batubara, sedangkan energi matahari diyakini berasal dari reaksi nuklir. Semua energi yang digunakan manusia bersumber dari energi yang ada di alam.
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa energi tidak pernah gratis. Kita harus kehilangan energi atau massa untuk mendapatkan energi. Manusia tidak menciptakan energi, manusia hanya mengubah energi yang kurang bermanfaat menjadi energi yang lebih bermanfaat melalui proses pengubahan energi. Bila ada orang yang mengklaim mampu menemukan alat yang mampu mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen pastilah alat itu membutuhkan sumber energi yang lebih besar daripada energi yang akan diperoleh ketika hidrogen dibakar.
Bila energi yang dibutuhkan itu berasal dari energi seperti tenaga surya, angin, gelombang laut, atau panas bumi maka itu adalah penemuan yang menakjubkan. Bila ada orang yang mengklaim bahwa dia dapat menciptakan alat yang mampu menghasilkan energi lebih besar daripada energi yang masuk ke alat itu, pastilah di dalam alat itu ada sebuah sumber energi atau ada proses pengubahan massa menjadi energi. Bila yang kedua yang terjadi maka dia pantas menerima hadiah Nobel.
Manusia hanya mampu mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain, seperti halnya manusia hanya mampu mengubah jenis suatu massa menjadi jenis massa yang lain melalui proses kimia misalnya. Manusia tidak menciptakan energi atau massa, hanya Tuhan Yang Maha Kuasa yang menciptakan energi dan massa.
0 comments:
Posting Komentar