Materi dan Energi

Materi dan Energi

1.        Materi

Materi merupakan penyusun segala macam benda. Pada hakikatnya, setiap materi mengandung energi dan materi yang mengalami perubahan akan disertai dengan adanya perubahan energi.

Sebelum melanjutkan pembahasan, perlu dicermati penggunaan istilah antara materi dan benda. Kedua istilah tersebut dapat dikatakan serupa tetapi tidak sama.

a.             Benda (Thing)

Biasa digunakan untuk menyatakan suatu objek fisik.

Misal        : Rumah, Mobil, Tisu, Secarik Kertas, Udara.

b.             Materi (Matter)

Merujuk pada bahan yang menyusun suatu benda.

Contoh    : Mobil yang terdiri atas berbagai macam materi, seperti : baja, karet dan                   aluminium.

Ø   Sedangkan dalam ilmu fisika, benda didefinisikan sebagai sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Dimana definisi tersebut menyatakan dua sifat dasar materi, yaitu menempati ruang dan memiliki massa.

Ø   Volume Benda adalah besarnya ruang yang ditempati oleh suatu benda.

Ø   Massa adalah ukuran kelembaman, yaitu ukuran bertahannya suatu benda terhadap suatu gaya. Massa suatu benda bergantung pada jumlah materi penyusun benda itu. Semakin banyak materi yang menyusun suatu benda, maka semakin besar massanya dan semakin besar juga daya tahannya terhadap suatu gaya.

Contoh    : lebih susah mendorong sebuah batu besar, dibandingkan mendorong

                   sebuah batu kecil.

Hal tersebut dikarenakan batu besar memiliki massa yang lebih besar dibandingkan batu kecil. Massa dinyatakan dalam satuan Kilogram (kg), Gram (g) atau satuan lain yang sejenis.

Massa terkadang sering disalahartikan sebagai berat. Sedangkan berat adalah ukuran daya tarik gravitasi yang dialami oleh suatu benda. Hubungan berat dan massa dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

W = mg

Dimana :

 W    = Berat (N).

m     = Massa (kg dan g).

g      = Percepatan gravitasi (9,81 m/s² atau dibulatkan menjadi 10 m/s²).

Dengan demikian, daat disimpulkan bahwa benda yang sama dapat mempunyai berat yang berbeda jika diukur pada tempat yang memiliki percepatan gravitasi yang berbeda.

§    Contoh       :

Seorang astronaut dengan massa 90 kg akan mempunyai berat 900 Newton di bumi, akan tetapi hanya 150 Newton di bulan. Hal tersebut dikarenakan gaya gravitasi bulan hanya 1/6 dari gaya gravitasi bumi. Sehingga dika digunakan perumpamaan, maka kita tidak kuat menggendong astronaut ini bumi, tetapi kita mungkin bisa menggendong astronaut ini jika di bulan.

2.        Energi

Energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan melakukan kerja atau usaha.

Contoh  :

a.              Memindahkan meja.

b.             Mendorong mobil yang mogok.

c.              Berpikir dan berusaha.

Ø   Energi tersimpan dalam materi. Energi yang kita gunakan dalam beraktivitas berasal dari apa yang kita makan. Zat – zat yang terdapat dalam makanan tersebut akan dibakan didalam sel untuk menghasilkan energi.

Ø   Bentuk energi yang terkandung dalam bahan makanan adalah energi kimia. Contoh lain dari bahan yang mengandung bahan energi kimia adalah gas alam (elpiji).

Ø   Pembakaran gas elpiji pada kompor akan menghasilkan panas yang kita gunakan untuk memasak.

Ø   Gas elpiji sendiri tidak menyimpan energi dalam bentuk panas, sebab panas adalah energi dalam perubahan. Karena tidak ada benda yang menyimpan energi dalam bentuk panas.

Energi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :

a.             Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang berkaitan dengan gerak. Pengertian energi kinetik tersebut sedikit berbeda antara ilmu mekanika (teknik) dan ilmu kimia.

1)          Dalam Mekanika

Pengertian energi kinetik dalam mekanika dikaitkan dengan benda yang bergerak, seperti : mobil yang melaju, peluru yang dilontarkan dan fluida yang mengalir.

2)          Dalam Ilmu Kimia

Sedangkan energi kinetik dalam ilmu kimia dikaitkan dengan partikel – partikel dalam suatu benda.

Contoh       : Minyak tanah dalam jerigen memiliki energi kinetik karena

                      molekul – molekul minyak tanah tersebut senantiasa bergerak,

                      sebab partikel dalam zat cair dapat bergerak.

b.             Energi Potensial

Energi potensial yaitu segala bentuk energi yang tidak terkait dengan gerak. Sama halnya dengan energi kinetik, pengertian energi potensial tersebut sedikit berbeda antara ilmu mekanika (teknik) dan ilmu kimia.

1)          Dalam Mekanika

Dalam mekanika, energi potensial dimiliki oleh suatu benda karena posisinya.

Contoh :

a)             Seperti air waduk yang menyimpan energi potensial karena posisinya yang mungkin disebabkan karena ketinggian dari waduk tersebut.

b)             Pegas yang ditekan. Pada contoh pegas yang ditekan, semakin besar tekanan yang diberikan maka semakin besar pula energi potensialnya serta semakin banyak kerja yang dapat dilakukannya.

2)          Dalam Ilmu Kimia

Sedangkan dalam ilmu kimia, energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki dan tersimpan dalam suatu benda.

Contoh :

a)      Energi yang terkandung dalam minyak tanah dan bahan bakar lain.

b)      Energi dalam nasi dan bahan makanan lain.

c)      Energi yang terkandung dalam aki atau baterai.

3.        Hukum Kekekalan Energi

Energi bersifat kekal, sebab energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, tetapi energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.

Contoh  :

a.           Minyak tanah dibakar dalam kompor

Energi kimia dalam minyak tanah tersebut diubah menjadi energi panas dan bentuk energi lainnya. Energi panas akan meningkatkan energi kinetik molekul – molekul disekitar kompor, panci ataupun wajan yang berada diatasnya.

Energi kinetik molekul – molekul disebar melalui tumbukan antar molekul. Semakin jaug dari kompor energi semakin tersebar, intensitasnya semakin menurun dan akhirnya mendekati keadaan normal.

Namun demikian, energi hasil pembakaran minyak tanah tidak ada yang hilang.