Devina Annisa

ILMU ALAMIAH DASAR

MATERI & ENERGI

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

            Dunia benda terdiri atas materi dan energi, tubuh organisme ditangan oleh materi dan hidupnya tergantung pada energi. Adanya perbedaan alamiah yang mendasar antara materi dan energi dialam manusia (alam berwujud materi) ini menjadi alam manusia sangat berbeda kehidupannya alam halus (alam tidak berwujud materi).
            Walaupun telah diketahui adanya hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi adalah kekal dan hanya berpindah dari satu ke yang lainnya. Bila mana dasar hukum dasar alamiah bagi manusia memasuki tahap berikutnya.
            Jika hukum ini telah dapat dibuktikan, maka manusia akan lebih memahami alam tidak berwujud materi yang lebih dikenal dengan nama alam dunia halus. Dalam alam dunia halus, perwujudan materi tidak sedemikian kuat terbentuk karena pergerakan alam dunia halus lebih cepat.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah di atas maka permasalahan mendasar yang hendak ditelaah dalam makalah ini adalah:

1. Apa pengertian materi?

2. Apa saja wujud materi ?

3. Apa pengertian energi ?

4. Apa saja macam-macam dari energi ?

5. Apa saja pungsi dari macam-macam energi ?

BAB II
PEMBAHASAN

MATERI DAN ENERGI

A. PENGERTIAN MATERI

Udara tersusun atas gas-gas yang tidak dapat dilihat, tapi dapat dibuktikan adanya. Dengan menghibaskan sehelai kertas, kita akan merasakan adanya angin. Angin adalah udara yang bergerak. Walau udara amat ringan, tapi dapat dibuktikan bahwa udara memiliki massa. Ikatan seutas tali tapat pada tangan-tangan sebatang kayu. Pada kedua ujung kayu itu masing-masing gantungkanlah sebuah balon yang sudah ditiup dan yang belum ditiup pada ujung yang lain. Apa yang terlihat? dari percobaan itu dapat disimpulkan bahwa udara memiliki massa dan menepati ruang.

Materi adalah apa saja yang mempunyai massa dan menempati suatu ruang, baik yang berbentuk padat, cair, dan gas. Semua materi dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil yang disebut molekul. Molekul masihmemiliki sifat-sifat materi, misalnya molekul gula adalah bagian terkecil dari gula yang masih mempunyai sifat-sifat gula.Dengan kemajuan ilmu pengetahuan, sebuah molekul dapat dipecah lagi menjadi bagian lebih kecil yang disebut atom. Molekul gula tebu dapat dipecah menjadi 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.Atom-atom tersebut dipersatukan sedemikian rupa sehingga menjadi bentuk molekul gula. Akan tetapi, bila atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen tesebut dipersatukan kembali dengan susunan yang berbeda akan dapat membentuk molekul materi yang berbeda, misalnya alkohol atau zat pati.Dari contoh-contoh diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa atom-atomdisebut pula unsur dasar yang menyusun suatu materi.

1) Klasifikasi Materi

Suatu bahan dapat dikatakan serba sama (homogen) atau serba aneka (heterogen) Suatu benda yang seluruh bagiannya memiliki sifat-sifat yang sama disebut homogen. Sedangkan tanah dan campuran minyak dengan air merupakan campuran heterogen.

Suatu bahan yang tersusun dari dua atau lebih zat-zat yang sifatnya berbeda disebut campuran. Komposisi campuran tidak tetap, melainkan bervariasi. Oleh sebab itu, akan kita kenal campuran homogen dan campuran heterogen. Zat-zat yang ditemukan di alam jarang sekali dalam keadaan murni. Pada umumnya ditemukan campuran heterogen. Lihat batu kapur, granit, batu pualam yang ditemukan, akan tampak jelas heterogenitas sifat-sifatnya.

Setiap materi yang homogen dan susunan kimianya tetap disebut zat atau subtansi. Setiap zat memiliki sifat fisika dan sifat kimia tertentu. Dikenal dua macam zat, yakni unsur dan senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia biasa dapat diuraikan menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana disebut senyawa. Jadi air adalah senyawa. Zat yang dengan reaksi kimia tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain disebut unsur. Jadi Oksigen (O) dan hidrogen (H) adalah unsur. Menurut sifat-sifat, dikenal unsur logam dan nonlogam, Besi, tembaga, dan seng, misalnya adalah unsur logam, sedangkan Arang, Belerang dan fosfor adalah unsur nonlogam

2) Wujud Materi

Dikenal tiga macam wujud materi, yakni padat, cair dan gas. Zat padat memiliki bentuk dan volume tatap, selama tidak ada pengaruh dari luar. Contoh, bentuk volume sebatang emas tetap dimanapun emas itu berada.

Berbeda dengan zat cair, bentuk zat cair berubah-ubah mengikuti bentuk ruang yang ditempatinya. Didalam gas air akan mengambil bentuk ruang gelas, di dalam botol air akan mengambil bentuk ruang botol. Seperti zat padat volume zat cair juga tetap.

Segala sesuatu yang kamu lihat di sekitarmu terbuat dari materi dan semua materi di sekitarmu berwujud zat cair, padat atau gas. Materi bisa berubah dari satu wujud ke wujud lainnya, misal saat es krim yang padat meleleh dan menjadi cair.

Semua materi tersusun atas partikel-partikel kecil yang disebut atom. Saat dua atom atau lebih bergabung, atom-atom itu membentuk molekul. Atom dan molekul bergabung dengan cara yang berbeda untuk membentuk tiga jenis materi yakni zat padat, cair dan gas. Ketiga jenis materi ini disebut wujud materi. Wujud materi yang bisa dialami zat tertentu disebut fase zat. Air adalah jenis materi yang sangat kita kenal. Air biasanya berada dalam fase padat (es), fase cair (air) dan fase gas (uap).

a) Zat padat

Zat padat adalah materi yang mempunyai bentuk dan volume (ruang yang ditempati zat padat, cair, atau gas) tertentu. Ada dua cara utama partikel-partikel padat bisa tersusun yakni dalam baris-baris teratur yang rapi atau dalam susunan yang tidak tentu. Zat padat yang partikel-partikelnya tersusun dalam baris-baris yang teratur rapi disebut kristal. Contoh umum kristal adalah sebagian besar logam, intan, es, dan kristal garam. Zat padat yang partikel-partikelnya tidak tersusun secara teratur disebut amorf. Zat padat amorf biasanya bertekstur mengilat atau elastis. Contoh umum zat padat amorf adalah lilin, kaca, karet, dan plastik. Karena partikel-partikelnya tersusun berdekatan menyatu, zat padat tidak bisa dimampatkan dengan mudah—zat padat tidak bisa dikecilkan dengan menekannya.

Pada zat padat, partikel-partikel individu tidak bergerak cukup cepat untuk mengalahkan gaya tarik-menarik antar partikel. Partikel-partikel itu bergetar namun terikat rapat di tempatnya.

b) Zat cair

Seperti zat padat, zat cair mempunyai volume tertentu. Tidak seperti zat padat, zat cair akan berbentuk seperti wadah yang ditempatinya. Zat cair digambarkan sebagai zalir (fluida). Zalir adalah zat dengan molekul-molekul yang bergerak bebas saling melewati, sehingga zalir menyesuaikan bentuk wadahnya. Seperti zat padat, partikel-partikel dalam zat cair tersusun secara rapat. Zat cair juga sulit dimampatkan.

Pada zat cair, molekul-molekul tersusun rapat. Meskipun demikian, partikel-partikel itu mempunyai cukup energi untuk mengatasi sebagian dari tarik-menariknya dengan molekul di dekatnya dan bergeser saling melewati.

c) Gas

Gas adalah wujud materi yang mudah berubah bentuk dan volumenya. Seperti zat cair, gas digambarkan sebagai zalir. Partikel-partikel di dalam gas dengan cepat menyebar mengisi semua ruang yang tersedia. Karena terdapat jarak yang jauh antara partikel-partikel gas, gas bisa dengan mudah dimampatkan untuk mengurangi volumenya.

Pada gas, molekul-molekul individu bergerak sangat cepat dan mengatasi hampir semua gaya antar partikel. Partikel-partikel bergerak secara bebas di dalam seluruh ruang yang ditempatinya.

Sifat-sifat dari ketiga materi tersebut antara lain :

3) Perubahan Wujud Zat

Perubahan Wujud Zat, antara lain :

a. Membeku

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

b. Mencair

Peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

c. Menguap

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

d. Mengembun

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

e. Menyublim

Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

f. Mengkristal

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

B. PENGERTIAN ENERGI

Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi, duania ini akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi kegiatan dan untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk kedalam tubuh berupa makanan. Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang, transportasi, dan lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya alam (natural resources)

Sumber daya alam dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu :

1) Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable) hampir tidak dapat habis, misalnya tumbuhan, hewan, air, tanah, sinar matahari, angin dan sebagainya

2) Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis misalnya : minyak bumi atau batu bara.

a) Macam - Macam Energi Dalam Kehidupan

Energi Kimia

Energi kimia adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Contoh sumber energi kimia adalah bahan makanan yang kita makan. Bahan makanan yang kita makan mengandung unsur kimia. Dalam tubuh kita, unsur kimia yang terkandung dalam makanan mengalami reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia. Energi kimia yang dilepaskan berguna bagi tubuh kita untuk membantu kerja organ-organ tubuh, menjaga suhu tubuh, dan untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Contoh energi kimia lainnya adalah pada peristiwa menyalanya kembang api. Energi kimia yang terkandung dalam bahan bakar jenis ini sangat besar sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan mobil, pesawat terbang, dan kereta api.

Energi Listrik

Lampu senter yang kita gunakan dapat menyala karena ada energi listrik yang mengalir pada lampu. Energi listrik terjadi karena adanya muatan listrik yang bergerak. Muatan listrik yang bergerak akan menimbulkan arus listrik. Energi listrik banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya sebagai penerangan. Energi listrik juga dapat digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin. Energi listrik yang biasa kita gunakan dalam rumah tangga berasal dari pembangkit listrik. Pembangkit listrik tersebut menggunakan berbagai sumber energi, seperti air terjun, reaktor nuklir, angin, atau matahari. Energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik sangat besar. Untuk menghasilkan sumber energi listrik yang lebih kecil, kita dapat menggunakan aki, baterai, dan generator.

Energi Bunyi

Bunyi dihasilkan dari benda yang bergetar. Ketika kita mendengar bunyi guntur yang sangat keras, terkadang kaca jendela rumah kita akan ikut bergetar. Hal ini disebabkan bunyi sebagai salah satu bentuk energi merambatkan energinya melalui udara. Sebenarnya ketika terjadi guntur, energi yang dimiliki guntur tidak hanya mengenai kaca rumah tetapi mengenai seluruh bagian rumah. Akan tetapi, energi yang dimiliki Guntur tidak cukup besar untuk menggetarkan bagian rumah yang lainnya.

Energi Kalor (Panas)

Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu maupun perubahan wujud zat. Energi kalor biasanya merupakan hasil sampingan dari perubahan bentuk energi lainnya. Energi kalor dapat diperoleh dari energi kimia, misalnya pembakaran bahan bakar. Energi kalor juga dapat dihasilkan dari energi kinetik benda-benda yang bergesekan. Sebagai contoh, ketika kamu menggosok-gosokkan telapak tanganmu maka kamu akan merasakan panas pada telapak tanganmu.

Energi Cahaya

Matahari merupakan salah satu sumber energi cahaya. Energi cahaya dapat diperoleh dari benda-benda yang dapat memancarkan cahaya, misalnya api dan lampu. Energi cahaya biasanya disertai bentuk energi lain seperti energi kalor (panas). Bahkan dengan menggunakan sel surya, energi yang dipancarkan oleh matahari dapat diubah menjadi energi listrik.

Energi Pegas

Semua benda yang elastis atau lentur memiliki energi pegas. Contoh benda elastic antara lain pegas, per, busur panah, trampolin, dan ketapel. Jika kamu menekan, menggulung, atau meregangkan sebuah benda elastis, setelah kamu melepaskan gaya yang kamu berikan maka benda tersebut akan kembali ke bentuk semula. Ketika benda tersebut kamu beri gaya maka benda memiliki energi potensial. Ketika gaya kamu lepaskan, energi potensial pada benda berubah menjadi energi kinetik.

Energi Nuklir

Energi nuklir merupakan energi yang dihasilkan selama reaksi nuklir. Reaksi nuklir terjadi pada inti atom yang pecah atau bergabung menjadi inti atom yang lain dan partikel-partikel lain dengan melepaskan energi kalor. Reaksi nuklir terjadi di matahari, reaktor nuklir, dan bom nuklir. Energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir sangat besar, oleh karena itu energi nuklir dapat digunakan sebagai pembangkit listrik.

Energi Mekanik

Mengapa kaki kita terasa sakit saat kejatuhan buah mangga dari atas pohon? Hal itu disebabkan buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi. Buah mangga yang jatuh dari pohonnya memiliki energi mekanik. Pada saat buah mangga masih berada di pohon, energi mekaniknya sama dengan energi potensialnya. Ketika buah mangga tersebut jatuh sampai di tanah, energi mekaniknya sama dengan energi kinetiknya. Besarnya energi mekanik merupakan penjumlahan antara besarnya energi kinetik dengan energi potensial.

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em = Ep + Ek
dimana Em = Energi Mekanik

1. Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.

Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.

Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial
m = massa benda
g = gaya gravitasi
h = tinggi benda

2. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek = 1/2 ( m.v² )
dimana :
Ek = Energi kinetik
m = massa benda
v = kecepatan benda

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Materi didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai masa yang menempati ruang.

Wujud Materi Dikenal tiga macam yakni padat, cair, dan gas.

Zat padat memiliki bentuk dan volume tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar.
zat cair, bentuk zat cair berubah-ubah mengikuti bentuk ruang yang ditempuhnya.
Didalam gas air akan mengambil bentuk ruang gelas, didalam botol air akan mengambil bentuk ruang

Pengertian Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi, dunia in akan diam atau beku.

energi diperoleh dari bahan sumber energi atau sering disebut sumber daya alam (Nature Resources), Sumber daya akan dibedakan manjadi dua kelompok, yaitu :

1.Sumber daya alam yang diperbaharui (renewable) hampir tidak dapat habis.

2.Sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis.