Pengertian Materi Dan Energi
Materi adalah apa saja yang mempunyai massa dan menempati suatu ruang baik yang berbentuk padat, cair, atau gas. Cahaya dan panas tidak termasuk dalam materi, karena tidak mempunyai berat. Cahaya dan panas termasuk dalam energi. Semua materi dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil, yang disebut molekul yang masih memiliki sifat-sifat materi.
- Perubahan materi secara fisika, yaitu perubahan materi yang tidak disertai dengan terjadinya materi jenis baru. Sebagai contoh adalah penguapan air. Saat air dipanaskan akan berubah menjadi uap air. Perubahan materi secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap, membeku, melarut, dan lain sebagainya.
- Perubahan materi secara kimia, yaitu perubahan materi yang menghasilkan satu atau beberapa materi jenis lain. Sebagai contoh adalah pembakaran. Dalam pembakaran, kayu yang terbakar akan menghasilkan abu.
Energi atau tenaga adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Dalam Ilmu Pengetahuan Alam, yang dimaksud kerja adalah usaha gerak melawan hambatan. Misalnya, seseorang yang mengangkat sebuah benda ke atas, berarti ia melakukan usaha gerak melawan gaya tarik bumi atau gravitasi. Usaha gerak melawan hambatan itulah yang disebut kerja, yang dalam melakukannya menggunakan tenaga atau energi. Energi dapat memindahkan materi dari satu tempat ke tempat lain. Berbagai macam bentuk energi, diantaranya adalah gerak, cahaya, panas, tenaga kimia, dan lain-lain.
Energi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk energi yang lain. Peristiwa terjadi perubahan bentuk dari energi tersebut disebut transformasi energi. Misalnya proses fotosintesa, dalam proses fotosintesa energi cahaya matahari berubah bentuk menjadi energi kimia dalam pembentukan tumbuhan, Kayu yang dibakar menghasilkan panas, panas menguapkan air menghasilkan energi kinetik yang pada mesin uap menggerakkan penghisap mesin, gerak lurus penghisap mesin kemudian diubah menjadi gerak putar untuk memutar dinamo yang menghasilkan energi listrik, selanjutnya energi listrik digunakan untuk menyalakan lampu, dan seterusnya.
Energi dapat diubah menjadi energi yang setara, tetapi energi tidak dapat dimusnahkan dan juga tidak dapat dibuat. Teori tentang hal tersebut disebut hukum kekekalan energi. Albert Einstein mengemukakan pendapatnya tentang hukum kekekalan materi dan energi, bahwa pada waktunya orang dapat mengubah unsur menjadi energi dan sebaliknya mengubah energi menjadi unsur kembali. Selanjutnya para ahli menegaskan kembali pendapat Einstein dengan mengemukakan bahwa unsur dan energi adalah dua macam bentuk yang berlainan, maka tetap berlaku hukum kekekalan, bahwa untuk energi dapat diubah dari yang satu ke yang lain, tetapi jumlah akhir adalah tetap.
Jenis energi dapat dibedakan berdasarkan cara kerja energi tersebut, yaitu :
- Energi sinar matahari. Sinar matahari dibutuhkan oleh tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis oleh klorofil daun, merubah air dan asam arang menjadi gula dan oksigen. Pada peristiwa ini terjadi pembentukan zat organik dari zat-zat organik yang disebut asimilasi karbon. Selanjutnya energi yang digunakan untuk berbagai aktivitas hidup dari energi yang diterima melalui proses fotosintesa dilepas kembali.
- Energi kimia. Energi kimia ini dimiliki oleh benda-benda karena kemampuannya untuk melakukan perubahan dalam ikatan-ikatan molekulnya. Dalam reaksi kimia tiap atom sifatnya tetap, yang berubah hanya pasangan atom dalam bentuk molekul baru. Di alam semesta, pada umumnya atom-atom tidak berdiri sendiri melainkan bergabung menjadi molekul-molekul, yaitu atom-atom yang sejenis bergabung menjadi satu membentuk molekul unsur kimia. Sedangkan atom-atom yang berlainan jenis bergabung menjadi satu membentuk molekul senyawa kimia. Energi yang menyatukan atom-atom menjadi molekul adalah energi kimia. Proses perubahan ikatan-ikatan molekul yang menggunakan energi kimia disebut reaksi kimia. Reaksi kimia yang memerlukan panas disebut endoterm, sedangkan reaksi kimia yag mengeluarkan panas disebut reaksi eksoterm. Hampir semua reaksi kimia memerlukan panas, pada suhu tinggi reaksi akan berlangsung dengan cepat, sedang pada suhu rendah reaksi akan berlangsung lambat, dan pada titik beku reaksi kimia akan berhenti.
- Energi magnet. William Gilbert adalah orang pertama yang menemukan sifat magnet, yaitu kutub magnet yang sejenis akan tolak menolak, dan kutub magnet yang berlainan akan tarik menarik. Yang dimaksud dengan kutub adalah ujung-ujung dari sebuah magnet, yang terdiri dari dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Menurut William Gilbert, bumi merupakan sebuah magnet raksasa.
- Energi listrik. Benda -benda di alam semesta ini mengandung muatan listrik yang terjadi karena gesekan benda-benda tersebut. Terdapat dua muatan listrik yang dikenal, yaitu muatan listrik positif dan muatan listrik negaif. Berdasarkan teori elektron, dikenal adanya benda netral, yaitu benda yang tidak bermuatan listrik karena jumlah muatan positif sama banyak dengan muatan negatif. Muatan negatif elektron dan muatan positif elektron disebut proton. Benda bermuatan negatif apabila ada tambahan elektron dan bermuatan positif apabila ada pengurangan elektron. Di sekeliling benda bermuatan listrik terdapat medan listrik.
- Energi nuklir. Inti atom (nukleus) mengandung proton dan neutron yang terikat satu sama lain. Proton bermuatan positif, sedang neutron tidak bermuatan dan disekelilingnya bergerak elektron yang bermuatan negatif. Proton dan neutron tersebut terikat kuat oelh timbunan tenaga ikat. Pemecahan inti atom dari tenaga ikat tersebut akan menghasilkan tenaga yang sangat besar yang disebut energi nuklir.
Beberapa faktor yang berpengaruh atau turut mempengaruhi terhadap pembentukan atau terjadinya energi, di antaranya adalah sebagai berikut :
- Biomassa. Pohon dan tumbuh-tumbuhan pada umumnya dapat hidup dan tumbuh karena mendapat zat-zat hara dari tanah. Pada saat zat-zat hara diserap oleh akar, daun menerima energi panas dari matahari dan menyerap zat lemas (karbondioksida) dari udara serta melepaskan zat asam ke udara (oksigen). Energi yang diterima daun dari sinar matahari disimpan dalam batang dan dahan. Energi simpanan tersebut akan dilepaskan pada saat kayu dibakar. Pohon dan tumbuh-tumbuhan ini digolongkan dalam kelompok biomasa.
- Angin. Angin terjadi karena udara pada suatu tempat menjadi panas karena sinar matahari, sehingga berat jenis udara menjadi berkurang dan naik. Terjadilah pergeseran udara, untuk mengisi kekosongan udara yang naik tersebut terjadi perputaran udara yang disebut angin. Sehingga dapat disimpulkan bahwa terjadinya angin karena energi dari matahari.
- Air. Tenaga air timbul karena adanya gaya gravitasi bumi sehingga air akan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Air dapat mencapai tempat yang tinggi karena terjadi proses penguapan. Misalnya, penguapan air laut, uap air tersebut akan naik ke daratan hingga mencapai titik kondensasi dan turunlah hujan.
- Batu bara. Batu bara terjadi karena bahan organik dari biomassa hutan yang tertimbun dan tertekan selama jangka waktu berjuta-juta tahun.
- Panas bumi. Panas bumi terjadi karena pertemuan antara magma yang ada di perut bumi dengan air. Terjadinya penguapan di dalam perut bumi dan karena adanya tekanan maka akan timbul tenaga pancar ke atas yang sangat kuat, yang biasa disebut dengan energi panas bumi.
- Nuklir. Nuklir diperoleh dari reaksi materi radioaktif sehingga menghasilkan energi nuklir.
- Pasang surut. Pasang surut terjadi karena resultante gaya gravitasi dan rotasi bumi terhadap gaya gravitasi matahari, sehingga mengakibatkan penarikan air laut pada waktu tertentu. Selain itu, energi pasang surut juga dapat terjadi karena gaya tarik bulan.
- Ombak laut. Ombak laut terjadi karena tiupan angin. Ombak laut dapat dimanfaatkan sebagai energi, misalnya digunakan sebagai energi listrik.
Berbagai macam sumber daya energi yang tersedia di bumi diantaranya adalah biomasa, angin, air, batu bara, minyak bumi dan gas bumi, panas bumi, nuklir, radiasi surya, pasang surut, sel bahan bakar, ombak laut, dan masih banyak lagi. Energi tersebut bersumber dari matahari, karena tanpa pengaruh matahari tidak mungkin dapat timbul. Semua bentuk energi primer tersebut dapat diubah menjadi tenaga listrik.
Demikian penjelasan berkaitan dengan pengertian materi dan energi.
Semoga bermanfaat.
