Modul Fisika Kelas X; Sumber Energi.

MODUL FISIKA KELAS X

Sumber Energi

𓇼 ⋆.˚ 𓆉 𓆝 𓆡⋆.˚ 𓇼 ⋆.˚ 𓆉 𓆝 𓆡⋆.˚ 𓇼

A. Energi Terbarukan dan Tidak Terbarukan

1. Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan suatu benda atau sistem untuk melakukan usaha (kerja) atau menyebabkan terjadinya perubahan. Dalam fisika, energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya (Hukum Kekekalan Energi). Dalam kehidupan sehari-hari, manusia sangat bergantung pada energi untuk menjalankan berbagai aktivitas seperti penerangan, transportasi, komunikasi, industri, dan kegiatan rumah tangga.

2. Energi Terbarukan

Energi terbarukan adalah sumber energi yang berasal dari proses alam yang berkelanjutan dan dapat diperbarui dalam waktu relatif singkat. Penggunaan energi terbarukan menjadi solusi penting dalam menghadapi krisis energi dan kerusakan lingkungan.

✮⋆˙ Jenis-jenis energi terbarukan ✮⋆˙

𑣲 Energi Matahari

Energi matahari berasal dari radiasi sinar matahari. Energi ini dimanfaatkan menggunakan panel surya (sel fotovoltaik) yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.

𑣲 Energi Angin

Energi angin berasal dari pergerakan udara akibat perbedaan tekanan udara. Angin digunakan untuk memutar turbin yang kemudian menggerakkan generator listrik.

𑣲 Energi Air (Hidro)

Energi air berasal dari aliran air sungai, bendungan, atau air terjun. Energi kinetik air digunakan untuk memutar turbin pada pembangkit listrik tenaga air.

𑣲 Energi Panas Bumi (Geotermal)

Energi panas bumi berasal dari panas yang tersimpan di dalam lapisan bumi. Panas ini digunakan untuk menghasilkan uap yang dapat memutar turbin pembangkit listrik.

𑣲 Energi Biomassa

Energi biomassa berasal dari bahan organik seperti kayu, sisa tanaman, limbah pertanian, dan kotoran hewan. Biomassa dapat diolah menjadi bahan bakar atau biogas.

☆ Kelebihan energi terbarukan:

• Ramah lingkungan dan minim polusi

• Sumber energi berkelanjutan

• Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil

♤ Kekurangan energi terbarukan:

• Dipengaruhi oleh kondisi alam

• Membutuhkan teknologi dan biaya awal yang cukup besar

3. Energi Tidak Terbarukan

Energi tidak terbarukan adalah sumber energi yang berasal dari sumber daya alam yang terbatas dan membutuhkan waktu sangat lama untuk terbentuk kembali. Jika digunakan secara terus-menerus, sumber energi ini dapat habis.

✮⋆˙ Jenis-jenis energi tidak terbarukan ✮⋆˙

• Minyak bumi: digunakan sebagai bahan bakar kendaraan dan industri

• Batu bara: banyak digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap

• Gas alam: digunakan untuk rumah tangga dan pembangkit listrik

• Energi nuklir: memanfaatkan reaksi inti atom uranium

☆ Kelebihan energi tidak terbarukan:

○ Menghasilkan energi dalam jumlah besar

○ Teknologi pengolahan sudah berkembang

♤ Kekurangan energi tidak terbarukan:

○ Menyebabkan pencemaran lingkungan

○ Persediaan terbatas dan dapat habis

⊹₊˚‧︵‿₊୨ᰔ୧₊‿︵‧˚₊⊹

B. Pembangkit Energi Listrik

Pembangkit energi listrik adalah suatu sistem yang berfungsi mengubah berbagai bentuk energi menjadi energi listrik. Proses pembangkitan listrik umumnya melibatkan turbin dan generator.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

PLTA memanfaatkan energi kinetik air yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah. Aliran air tersebut memutar turbin yang terhubung dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Contoh gambar cara kerja PLTA.

2. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

PLTU menggunakan energi panas dari pembakaran batu bara untuk memanaskan air hingga menghasilkan uap bertekanan tinggi. Uap tersebut memutar turbin yang terhubung dengan generator.

3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

PLTS menggunakan panel surya untuk menangkap energi cahaya matahari. Energi tersebut diubah langsung menjadi energi listrik melalui sel fotovoltaik.

4. Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB)

PLTB memanfaatkan energi angin untuk memutar baling-baling turbin. Semakin besar kecepatan angin, semakin besar energi listrik yang dihasilkan.

5. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

PLTP memanfaatkan uap panas dari dalam bumi untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik. Pembangkit energi listrik adalah sistem yang mengubah energi dari berbagai sumber menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh masyarakat.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

PLTA memanfaatkan energi kinetik air untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator.

2. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

PLTU menggunakan panas dari pembakaran batu bara untuk menghasilkan uap yang memutar turbin.

3. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

PLTS memanfaatkan sinar matahari yang ditangkap panel surya dan diubah menjadi energi listrik.

4. Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB)

PLTB menggunakan energi angin untuk memutar baling-baling turbin.

5. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

PLTP memanfaatkan panas bumi untuk menghasilkan uap yang menggerakkan turbin.

⊹₊˚‧︵‿₊୨ᰔ୧₊‿︵‧˚₊⊹₊˚‧︵‿₊୨ᰔ୧₊‿︵‧˚₊⊹

C. Dampak Lingkungan

Penggunaan sumber energi memberikan dampak terhadap lingkungan dan kehidupan manusia. Dampak ini dapat bersifat positif maupun negatif, tergantung pada jenis energi yang digunakan dan cara pemanfaatannya.

1. Dampak Positif Penggunaan Energi

• Mempermudah aktivitas manusia

• Mendukung perkembangan teknologi dan industri

• Meningkatkan kesejahteraan masyarakat

• Energi terbarukan membantu mengurangi pencemaran lingkungan

2. Dampak Negatif Penggunaan Energi

• Pencemaran udara akibat pembakaran bahan bakar fosil

• Pencemaran air dan tanah akibat limbah industri

• Kerusakan ekosistem akibat penambangan dan eksploitasi sumber daya alam

• Pemanasan global akibat peningkatan emisi gas rumah kaca

3. Upaya Mengurangi Dampak Lingkungan

• Menghemat penggunaan energi dalam kehidupan sehari-hari

• Mengembangkan dan menggunakan energi terbarukan

• Menggunakan teknologi ramah lingkungan

• Meningkatkan kesadaran masyarakat tentang pentingnya menjaga lingkungan

☆☆☆☆☆☆

Rangkuman

Energi merupakan bagian penting dalam kehidupan manusia. Berdasarkan ketersediaannya, energi dibedakan menjadi energi terbarukan dan energi tidak terbarukan. Energi dimanfaatkan melalui berbagai jenis pembangkit listrik untuk memenuhi kebutuhan manusia. Namun, penggunaan energi juga menimbulkan dampak terhadap lingkungan, sehingga diperlukan pemanfaatan energi yang bijak dan berkelanjutan. Sumber energi terbagi menjadi energi terbarukan dan tidak terbarukan. Energi dimanfaatkan melalui berbagai jenis pembangkit listrik. Penggunaan energi harus dilakukan secara bijak agar dampak negatif terhadap lingkungan dapat diminimalkan.

Penjelasan lebih lanjut tentang Sumber Energi :

—————

Latihan Soal.

A. Soal LOTS (Low Order Thinking Skills)

1. Energi didefinisikan sebagai …

A. kemampuan benda untuk berubah bentuk

B. kemampuan untuk melakukan usaha

C. hasil kali gaya dan percepatan

D. besarnya massa suatu benda

E. gaya yang bekerja pada benda

Jawaban: B

Penjelasan:

Dalam fisika, energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau menyebabkan perubahan.

2. Berikut yang termasuk sumber energi terbarukan adalah …

A. batu bara

B. minyak bumi

C. gas alam

D. matahari

E. uranium

Jawaban: D

Penjelasan:

Energi matahari dapat diperbarui secara alami dan tidak akan habis dalam waktu singkat.

3. Satuan SI untuk energi dan usaha adalah …

A. Newton

B. Watt

C. Joule

D. Pascal

E. Ampere

Jawaban: C

Penjelasan:

Energi dan usaha memiliki satuan SI yang sama, yaitu Joule (J).

B. Soal MOTS (Middle Order Thinking Skills)

4. Energi potensial air pada PLTA dipengaruhi oleh faktor berikut, kecuali …

A. massa air

B. percepatan gravitasi

C. ketinggian air

D. kecepatan aliran air

E. posisi air

Jawaban: D

Penjelasan:

Energi potensial dirumuskan Eₚ = m × g × h, tidak bergantung pada kecepatan aliran air.

5. Perubahan energi yang terjadi pada PLTA secara berurutan adalah …

A. energi kimia → energi listrik

B. energi panas → energi listrik

C. energi potensial → energi kinetik → energi listrik

D. energi listrik → energi mekanik

E. energi kinetik → energi panas

Jawaban: C

Penjelasan:

Air di ketinggian memiliki energi potensial, saat mengalir menjadi energi kinetik, lalu diubah menjadi energi listrik.

6. PLTU menghasilkan listrik dengan memanfaatkan …

A. energi angin

B. energi air

C. energi panas hasil pembakaran batu bara

D. energi matahari

E. energi biomassa

Jawaban: C

Penjelasan:

PLTU menggunakan panas dari pembakaran batu bara untuk menghasilkan uap yang memutar turbin.

7. Dampak negatif utama penggunaan energi fosil terhadap lingkungan adalah …

A. meningkatnya keanekaragaman hayati

B. berkurangnya curah hujan

C. pencemaran udara dan pemanasan global

D. meningkatnya sumber energi terbarukan

E. berkurangnya kebutuhan energi

Jawaban: C

Penjelasan:

Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan gas rumah kaca yang menyebabkan pencemaran udara dan pemanasan global.

C. Soal HOTS (Higher Order Thinking Skills)

8. Suatu daerah memiliki sungai deras tetapi berada di dataran rendah. Jenis energi terbarukan yang paling efektif dikembangkan adalah …

A. PLTA bendungan besar

B. PLTS

C. PLTB

D. PLTA aliran sungai (run-off river)

E. PLTU

Jawaban: D

Penjelasan:

Di dataran rendah, PLTA aliran sungai lebih cocok karena memanfaatkan arus tanpa membutuhkan ketinggian besar.

9. Jika massa air dan ketinggian pada PLTA sama, tetapi listrik yang dihasilkan berbeda, faktor paling mungkin yang memengaruhi adalah …

A. warna air

B. luas sungai

C. efisiensi turbin dan generator

D. tekanan udara

E. suhu lingkungan

Jawaban: C

Penjelasan:

Efisiensi alat menentukan seberapa besar energi mekanik dapat diubah menjadi energi listrik.

10. Penggunaan energi terbarukan dianggap solusi jangka panjang dibanding energi fosil karena …

A. biaya pembangunannya murah

B. teknologinya sederhana

C. tidak memerlukan perawatan

D. persediaannya berkelanjutan dan ramah lingkungan

E. menghasilkan energi lebih besar

Jawaban: D

Penjelasan:

Energi terbarukan tidak akan habis dan dampak lingkungannya lebih kecil dibanding energi fosil.