Breaking News

Pengertian dan Cara Kerja tiap-tiap sumber energi dari energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik

Questions and Answers for Natural Science Class 9 Curriculum 2013 Revised 2018 the definition and workings of each energy source from nuclear energy, hydrogen gas, geothermal energy, sea waves, and piezoelectricity Page 228 Chapter 5 (Dynamic Electricity in Everyday Life) ~ Assalamualikum semuanya, kembali lagi bersama laguasyik.com. Pada kali ini saya akan memberi tahu kalian semua tentang Soal dan Kunci Jawaban Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 9 Kurikulum 2013 Revisi 2018 pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi dari energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik Halaman 228 Bab 5 (Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari) kepada para siswa/siswi yang melihat artikel ini. Yuk, kita langsung saja ke soal dan jawabannya. ~

Ayo, Kita Cari Tahu

Tahukah kamu bahwa energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik juga merupakan sumber energi listrik alternatif? Coba cari informasi sebanyak-banyaknya tentang pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi tersebut! Tuliskan dalam bentuk makalah, konsultasikan kepada gurumu, dan kemudian presentasikan di depan kelas!

Pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi nuklir

Energi Nuklir merupakan energi yang berasal dari sebuah proses kimia yang dikenal dengan reaksi fisi dan reaksi fusi pada sebuah inti atom.

Partikel nuklir seperti proton dan neutron tidak pecah pada proses reaksi fisi dan fusi, namun kumpulan dari mereka mempunyai massa lebih rendah daripada mereka berada dalam posisi terpisah atau sendiri. Adanya perbedaan massa ini dibebaskan dalam bentuk panas dan radiasi di reaksi nuklir (panas dan radiasinya memiliki massa yang hilang, namun terkadang terlepas ke sistem, di mana tak terukur).

Energi matahari merupakan salah satu contoh sumber konversi energi ini. Matahari mengalami proses fusi hidrogen mengubah 4 miliar ton materi surya per detik menjadi energi elektromagnetik, selanjutnya diradiasikan ke angkasa luar.

Sumber Daya Energi Nuklir

Sumber Daya nuklir merupakan penggunaan energi yang berasal reaksi nuklir untuk menghasilkan energi panas, yang digunakan untuk pembangkit listrik. Penggunaan sumber daya nuklir untuk kepentingan manusia pada saat ini masih terbatas pada reaksi fisi nuklir dan peluruhan dari radioaktif.

Para peneliti terus melakukan percobaan fusi nuklir yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Energi panas dari fusi nuklir malah lebih banyak dari fisi nuklir, namun sampai saat ini belum ditemukan wadah atau tempat sebagai reaktornya. Semua jenis batu kawah gunung meleleh jika dipakai fusi, jadi sampai sekarang  fusi nuklir belum bisa digunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Daya dari nuklir menyumbangkan sekitar 6% sebagai kebutuhan energi dunia, dan 13-14% kebutuhan listrik di dunia. Sumbangan energi nuklir berada di Amerika Serikat, Perancis, dan Jepang menyumbang 50% dari seluruh pembangkit listrik nuklir yang ada.

Penggunaan energi nuklir sampai sekarang masih kontroversial dan banyak memunculkan perbedaan pendapat. Para pendukungnya, salah satunya ialah Asosiasi Nuklir Dunia dan IAEA, mengatakan bahwa energi nuklir merupakan salah satu sumber energi yang bisa mengurangi emisi karbon.Yang menolaknya, seperti Greenpeace dan NIRS, mempercayai bahwa nuklir akan membahayakan kehidupan manusia dan lingkungan.

Manfaat Energi Nuklir

  • Bidang Medis

Manfaat energi nuklir dalam bidang medis berguna sebagai diagnose dan terapi radiasi. Hal tersebut tentunya sangat berguna bagi mereka pengidap kanker. Pada bidang ini sering disebut dengan kedokteran nuklir. Sinar X adalah salah satu hasil dari pengembangan teknologi nuklir yang dikembangkan oleh banyak ahli di seluruh dunia. Teknologi nuklir tidak hanya digunakan sebagai senjata perang saja, tetapi bermanfaat dalam bidang medis untuk membantu menyembuhkan berbagai macam penyakit.

  • Bidang Pertanian

Manfaat energi nuklir selanjutnya adalah dibidang pertanian. namun apa yang dimaksudkan dalam bidang pertanian? Apakah semua makanan yang akan dikonsumsi terkontaminasi dengan radiasi? Dalam hal tersebut teknologi nuklir disebut dengan istilah yakni Irradiasi makanan. Irradiasi makanan adalah proses memaparkan bahan makanan dengan memanfaatkan ionisasi radiasi.

Proses tersebut dibilang berbahaya, tetapi proses tersebut bertujuan untuk menghancurkan bakteri, virus, maupun serangga yang ada pada makanan. Proses ini memanfaatkan radiasi dar sinar X, sinar gamma, dan electron dari hasil percepatan electron.

  • Dalam Bidang industri

Selanjutnya adalah manfaat nuklir pada bidang industri. Saat ini banyak negara yang memanfaatkan energi nuklir pada bidang industri. Contohnya dalam proses eksplorasi serta gas, penggunaan teknologi nuklir ini sangat bermanfaat. Dibutuhkan nuklir untuk menentukan dari sifat bebatuan yang ada di sekitar seperti litografi maupun porositas. Penggunaan teknologi nuklir menggunakan neutron, sumber energi dari sinar gamma dan juga detector radiasi yang telah ditanam pada bebatuan yang akan diteliti.

Kemampuan dari radiasi nuklit ini memmpunyai daya tembus yang sangat tinggi, sehingga sangat efektif untuk memeriksa bahan tanpa harus melakukan perusakan terlebih dahulu. Selain itu digunakan untuk proses eksplorasi gas serta minyak, teknologi nuklir juga digunakan untuk mengukur kelembaban dan kepadatan serta berguna sebagai perancangan konstruksi jalan.

  • Dalam Bidang pembangkit Listrik

Teknologi nuklir digunakan juga dalam pembangkit energi listrik. Konsep ini dipakai oleh negara-negara maju di dunia seperti Jepang, Jerman, Inggris, dan negara maju lainnya. PLTN atau Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir dipercayai memberikan energi listrik sangat besar ketimbang energi dari fosil. Tetapi dalam penerapan sebagai pembangkit listrik dibutuhkan biaya yang mahal serta membutuhkan perawatan khusus dalam hal keamanan agar radiaktof dalam reactor tidak bocor dan mengalami kerusakan.

Bahan Bakar Nuklir

Sebelum penemuan plutonium, hanya uranium yang dipertimbangkan sebagai bahan baku pembuatan bom atom. Kebanyakan bahan baku nuklir berasal dari senyawa uranium-238.30 Alternatif bahan bakar yang lain adalah uranium-233 yang berasal dari peluruhan senyawa thorium.29 Senyawa thorium lebih berlimpah 3 kali lipat dari senyawa uranium.32 Bahan baku di atas digunakan pada reaktor fisi  nuklir.

Untuk reaktor fusi nuklir, dapat digunakan senyawa deutorium, isotop dari hidrogen, atau yang sekarang masih dalam eksperimen digunakan senyawa litium.10  Jika reaktor fusi nuklir ini telah sempurna, maka dengan menggunakan cadangan  litium yang ada di bumi ini, energi yang dihasilkan bisa digunakan untuk  kebutuhan konsumsi energi di bumi selama 3000 tahun (dengan asumsi kebutuhan akan energi tidak meningkat dari tahun ke tahun).4 Jika digunakan litium dari laut maka energinya cukup untuk 60 juta tahun.4 Dengan bahan deuterium yang berasal dari alam, energi yang dihasilkan dapat bertahan hingga 150 milyar tahun.

Pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi gas hidrogen

Hidrogen merupakan gas dan unsur yang paling ringan, dan 14 kali lebih ringan daripada udara. “Tumpahan” gas hidrogen langsung berdifusi ke udara, dan tidak mencemari tanah atau air tanah. Hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak beracun.

Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan cara unsur lain dalam proses memproduksi amonia dan proses hidrogenasi lemak dan minyak. Selain itu gas hidrogen juga di gunakan sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi biji-biji besi serta sebagai gas pengisi balon.

Prinsip kerja fuel cell pada mobil bertenaga hidrogen sangat sederhana. Hidrogen yang tersimpan pada tangki dialirkan dan direaksikan dengan oksigen dari udara pada unit fuel cell. … Limbah dari FCV hanya berupa panas pada fuel cell dan juga air, sehingga bisa dikatakan bahwa mobil ini beremisi nol.

Pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi Panas Bumi

Panas bumi (geotermal) adalah sumber energi alternatif yang dihasilkan dari panas akibat pergerakan magma di perut bumi, yang digunakan untuk memanaskan air yang kemudian uapnya digunakan menggerakkan generator pada pembangkit listrik.

Pembangkit yang menggunakan panas bumi disebut Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB). Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB) memanfaatkan panas dari gunung berapi untuk memanaskan uap air, yang kemudian digunakan untuk menggerakkkan turbin generator pembangkit listrik.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi yang paling banyak digunakan bekerja dengan menyalurkan uap air panas melalui pipa dari reservoir panas bumi bawah tanah langsung ke turbin. Uap ini menggerakkan turbin ini dan membuat generator menghasilkan energi listrik. 

Setelah digunakan untuk menggerakkan turbin, uap air akan mengembun menjadi air dan disalurkan kembali ke dalam reservoir panas bumi bawah tanah melalui pipa injeksi, untuk dipanaskan dan menghasilkan uap lagi.

Panas ini berasal dari gerakan lempeng tektonik yang bertemu di patahan tektonik, yaitu lempeng Eurasia dan lempeng Indo-Australia. Lokasi pertemuan lempeng tektonik ini membuat Indonesia memiliki potensi besar yaitu potensi energi dari panas bumi. Lokasi pertemuan ini ditandi dengan terbentuknya pegunungan dan gunung berapi.

Contoh pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) ini adalah di Kamojang, Jawa Barat yang berkapasitas 200 MW. Contoh lain adalah PLTPB Wayang Windu, dengan kapasitas 225 MW. PLTPB ini terletak di 40 kilometer di sebelah selatan Bandung.

Cara kerja pembangkit listrik dengan energi geotermal  (panas bumi) adalah:

  • Air dimasukkan melalui pipa ke dalam reservoir panas bumi bawah tanah melalui pipa injeksi.
  • Panas bumi akan membuat air menguap menjadi uap panas
  • Uap panas dialirkan ke turbin
  • Turbin akan bergerak akibat gerakan uap panas, dan generator akan emnghasilkan arus listrik
  • Uap akan mengembun menjadi air dan dipanaskan lagi

Pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi gelombang air laut

Energi gelombang laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Sedangkan energi panas laut memanfaatkan perbedaan temperatur air laut di permukaan dan di kedalaman.

Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Mengingat sifat tersebut maka energi gelombang laut dapat dikategorikan sebagai energi terbarukan.

Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum . Pada selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut berbeda-beda, bahkan ketinggian puncak ini berbeda-beda untuk lokasi yang sama jika diukur pada hari yang berbeda. Meskipun demikian secara statistik dapat ditentukan ketinggian signifikan gelombang laut pada satu titik lokasi tertentu.

Bila waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut dihitung dari data jumlah gelombang laut yang teramati pada sebuah selang tertentu, maka dapat diketahui potensi energi gelombang laut di titik lokasi tersebut. Potensi energi gelombang laut pada satu titik pengamatan dalam satuan kw per meter berbanding lurus dengan setengah dari kuadrat ketinggian signifikan dikali waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut.

Berdasarkan perhitungan ini dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa pantai barat Pulau Sumatera bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki energi gelombang laut sekitar 40 kw per m.

Kecepatan arus pasang-surut di pantai-pantai perairan Indonesia umumnya kurang dari 1,5 m per detik, kecuali di selat-selat diantara pulau-pulau Bali, Lombok, dan Nusa Tenggara Timur, kecepatannya bisa mencapai 2,5 – 3,4 m per detik.

Arus pasang-surut terkuat yang tercatat di Indonesia adalah di Selat antara Pulau Taliabu dan Pulau Mangole di Kepulauan Sula, Propinsi Maluku Utara, dengan  kecepatan 5,0 m per detik. Berbeda dengan energi gelombang laut yang hanya terjadi pada kolom air di lapisan permukaan saja, arus laut bisa terjadi pada lapisan yang lebih dalam. Kelebihan karakter fisik ini memberikan peluang yang lebih optimal dalam pemanfaatan konversi energi listrik.

Pada dasarnya, arus laut merupakan gerakan horizontal massa air laut, sehingga arus laut memiliki energi kinetik yang dapat digunakan sebagai tenaga penggerak rotor atau turbin pembangkit listrik. Secara global laut mempunyai sumber energi yang sangat besar yaitu mencapai 2,8 x 1014 (280 Triliun) Watt-jam. Selain itu, arus laut ini juga menarik untuk dikembangkan sebagai pembangkit listrik karena sifatnya yang relatif stabil dan dapat diprediksi karakteristiknya.

Pengembangan teknologi ekstraksi energi arus laut ini dilakukan dengan mengadopsi prinsip teknologi energi angin yang telah lebih dulu berkembang, yaitu dengan mengubah energi kinetik arus laut menjadi energi rotasi dan energi listrik. Daya yang dihasilkan oleh turbin arus laut jauh lebih besar dari pada daya yang dihasilkan oleh turbin angin, karena rapat massa air laut hampir 800 kali rapat massa udara. Kapasitas daya yang dihasilkan dihitung dengan pendekatan matematis yang memformulasikan daya yang dihasilkan dari suatu aliran fluida yang menembus suatu permukaan A dalam arah yang tegak lurus permukaan. Rumus umum yang digunakan adalah formulasi Fraenkel (1999): 12P= 12 ρ A V3 ‘>, dimana  P= daya (watt);  ?= rapat massa air (kg/m³);  A= luas penampang (m²); dan V= kecepatan arus (m/s).

Pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi piezoelektrik

Piezoelektrik merupakan salah satu komponen elektronika yang banyak digunakan untuk perangkat yang berhubungan dengan bunyi (tone) ataupun sebagai tranduser yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Pengertian piezoelektrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya berdasarkan efek piezoelektrik. Piezoelektrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi getaran suara (bunyi) disebut juga dengan piezoelektrik buzzer. Lalu apa itu efek piezoelektrik?

Piezoelektrik merupakan sistem yang terdiri dari bahan material tertentu yang akan menghasilkan tegangan listrik akibat tekanan atau kekuatan mekanik yang diberikan pada kedua bidang. Efek piezoelektrik ini pertama kali ditemukan di perancis pada tahun 1880. Nama penemunya adalah dua orang fisikawan yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie. Nama “piezo” sendiri berasal dari kata Yunani yang artinya tekanan. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, piezoelektrik mulai dikembangkan oleh salah satu perusahaan jepang pada tahun 1970an.

Efek piezoelektrik ini akan menghasilkan kemampuan suatu benda material tertentu untuk bergetar ketika diberikan tegangan listrik. Namun sebaliknya ketika pada bidang material tersebut diberikan tekanan tertentu, maka dari material tersebut akan menghasilkan tegangan listrik.

Prinsip kerja piezoelektrik

Seperti diketahui pada penjelasan sebelumnya, bahwa piezoelektrik berasal dari bahan atau material yang menggunakan prinsip efek piezoelektrik. Prinsip kerja piezo elektrik sendiri pada dasarnya adalah terdiri dari 2 bidang yang berdempet. Yang mana diantara bidang tersebut akan menghasilkan dipole yang terinduksi molekul yang terdiri dari berbagai struktur kristal tergantung dari bahan pada bidang tersebut.

Ketika piezoelektrik mengalami tekanan yang disengaja, makan akan menghasilkan gaya listrik pada bidang piezo sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada kedua bagian tersebut. Secara lebih mudah dapat dikatakan bahwa prinsip kerja piezoelektrik akan menghasilkan gerakan mekanis berupa getaran suara ketika kedua bidang pada piezo dialiri arus listrik. Sebaliknya ketika bidang piezo diberikan tekanan berupa ketukan misalnya, maka energi mekanik tersebut akan diubah menjadi energi listrik.

Kelebihan dan kekurangan piezoelektrik

Setiap komponen memiliki keterbatasan-keterbatasan tertentu ketika dioperasikan. Begitu juga dengan komponen piezoelektrik. Berikut adalah beberapa kelebihan dari penggunaan piezoelektrik:

Tanggapan frekuensi yang tinggi. Piezoelektrik dapat bekerja dengan frekuensi tinggi pada parameter tertentu. Bahkan dapat merespon frekuensi audio tertinggi (20kHz) dengan sangat baik.

Respon transien yang tinggi. Piezoelektrik dapat memberikan output yang linear dan ideal untuk sebuah komponen tranduser yang dapat mendeteksi hingga mikrodetik.

Output tinggi. Piezoelektrik pada umumnya memiliki output yang tinggi dengan konsumsi daya yang rendah.

Ukurang yang kecil. Komponen piezoelektrik memiliki ukurang yang kecil untuk sebuah tranduser dan cocok digunakan pada perangkat-perangkat kecil.

Selain kelebihan yang dimiliki, beberapa kekurangan dari piezoelektrik tranduser adalah sebagai berikut:

Sinyal output dari piezoelektrik tranduser rata-rata relatif sangat rendah, sehingga diperlukan pre-amp agar sinyal yang dikeluarkan lebih tinggi sesuai dengan yang dibutuhkan untuk men-drive sinyal ke rangkaian berikutnya.

Impedansi piezoelektrik tinggi. Sebetulnya ini kurang tepat jika disebut sebagai kelemahan. Namun demikian hal ini mengharuskan dibuat lagi rangkaian tambahan agar impedansi dari piezoelektrik sesuai. Baik itu ketika digunakan sebagai output (buzzer) ataupun sebagai input.

Kegunaan piezoelektrik

Kegunaan komponen piezoelektrik (buzzer) sebenarnya cukup banyak, terutama pada perangkat atau rangkaian elektronika yang mengeluarkan bunyi nada (tone). Diantaranya adalah pada peralatan medis, alat instrumentasi elektronika seperti multimeter dan osiloskop, bel rumah, alarm, bahkan pada jam tangan pun banyak yang menggunakan piezoelektrik buzzer.

Pada perangkat yang hanya membutuhkan nada bunyi “beep” beserta variasinya, Penggunaan piezoelektrik buzzer akan lebih efisien jika dibandingkan dengan loudspeaker pada umumnya karena selain bentuknya yang menjadi sangat kecil, juga daya output audio yang dibutuhkan tidak besar. Hal ini tentu akan berpengaruh juga pada konsumsi baterai. Ini lah sebabnya mengapa pada perangkat-perangkat yang sangat kecil seperti jam tangan menggunakan buzzer.

Namun seiring dengan perkembangan teknologi saat ini, penggunaan loudspeaker juga semakin berkembang dan mulai banyak diterapkan pada perangkat-perangkat kecil seperti jam tangan gadget (smart watch). Meskipun begitu, konsumsi penggunaan baterai dari buzzer tetap jauh lebih hemat.

Selain digunakan sebagai output (buzzer), piezoelektrik juga dapat digunakan sebagai output yang mengubah energi gerak akustik atau instrumen menjadi energi listrik. Penggunaan tersebut diantaranya adalah pada sensor drum elektrik, sistem pendeteksi gelombang sonar, dan ala instrumen penguju akustik, mikrofon, dan lain sebagainya.

Sekian Kunci Jawaban Dari Saya Tentang “Soal dan Kunci Jawaban Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 9 Kurikulum 2013 Revisi 2018 pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi dari energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik Halaman 228 Bab 5 (Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari)”, Dan terima kasih sudah berkunjung blog yang sederhana. Semoga kunci jawaban ini bisa membantu kalian yang belum menjawab Soal dan Kunci Jawaban Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 9 Kurikulum 2013 Revisi 2018 pengertian dan cara kerja tiap-tiap sumber energi dari energi nuklir, gas hidrogen, panas bumi, gelombang air laut, dan piezoelektrik Halaman 228 Bab 5 (Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari). Jika ada kelebihan pada artikel ini semoga bermanfaat bagi kalian semua dan jika ada kekurangan maupun salah mohon dimaafkan sebesar-besarnya. Jika ada pertanyaan dan ada saran untuk kelebihan dan kekurangan selain ini bisa komen di kolom komentar.

Kata Kunci:

  • https://laguasyik com/pengertian-dan-cara-kerja-tiap-tiap-sumber-energi-dari-energi-nuklir-gas-hidrogen-panas-bumi-gelombang-air-laut-dan-piezoelektrik/

About Muhammad

Check Also

[Kunci Jawaban] Perhatikan tabel hasil percobaan tentang pemuaian zat cair berikut ini a. Rumuskan masalah yang sesuai dengan tabel di atas! b. Berdasarkan masalah dan data tabel tersebut, apa kesimpulannya?

[Kunci Jawaban] Perhatikan tabel hasil percobaan tentang pemuaian zat cair berikut ini a. Rumuskan masalah …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.

error: Content is protected !!