Penjelasan Energi dalam Sistem Kehidupan Lengkap

Energi dalam Sistem Kehidupan - Secara keseluruhan makhluk hidup memerlukan energi untuk melakukan usaha seperti bergerak, bernapas, dan berbagai hal lainnya. Selain itu juga energi dapat menyebabkan mobil, motor, pesawat, dan kereta api dapat berjalan.

Tumbuhan dan hewan membutuhkan energi untuk melakukan proses pertumbuhan dan perkembangannya. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa usaha suatu kehidupan sangat bergantung terhadap kemampuan organisme tersebut dalam mengubah energi ke dalam bentuk lainnya.

A.    Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan.Energi ada beberapa bentuk, yaitu Energi potensial, Energi kinetik, Energi kimia, Energi listrik, dan lain-lain. Sebagai contoh akibat kedudukan batu terhadap keadaan setimbang, maka batu mampu melakukan kerja atau memiliki energi.

Energi yang diperoleh karena lokasi atau kedudukannya tersebut dinamakan energi potensial. Contoh lain air dalam bendungan menyimpan energi potensial karena ketinggiannya. Dengan demikian, dapat disimpulkan tentang energi potensial sebagai berikut. Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu materi karena lokasi atau tempatnya.

Benda yang diletakkan di atas meja memiliki energi potensial gravitasi. Karena energi potensial gravitasi inilah benda dapat bergerak dari meja ke tanah. Batu di katapel mendapat energi saat karet katapel diregangkan. Energi potensial itulah yang mendorong batu terlempar dari katapel.

Asam cuka menyimpan energi kimia dan energi kimia tersebut dapat berubah menjadi energi listrik yang mampu menyalakan lampu. Energi listrik kemudian berubah menjadi energi cahaya. Dengan demikian energi akan mengalami perubahan bentuk, tetapi energinya sendiri tidak hilang. Ada berbagai macam energi potensial, antara lain energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi bumi yaitu energi yang dimiliki suatu benda karena terletak di atas permukaan bumi. Maka semakin tinggi letak suatu benda di atas permukaan bumi,  makin besar energi potensial gravitasinya.

Energi potensial elastisitas ialah energi yang tersimpan pada benda yang sedang diregangkan (misalnya, pada karet katapel dan busur panah) atau ditekan (misalnya, pada per). Makin jauh peregangan dan penekanannya, makin besar energinya. Bentuk energi lainnya adalah energi kimia. Energi kimia ialah energi yang terkandung dalam suatu zat. Misalnya makanan memiliki energi kimia sehingga orang yang makan akan memiliki energi untuk beraktivitas. Contoh energi kimia lainnya adalah bensin yang mengandung energi kimia sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan mesin.

Energi listrik ialah energi yang dimiliki muatan listrik dan arus listrik. Energi ini paling banyak digunakan karena mudah diubah menjadi energi lainnya. Setiap materi yang berpindah atau bergerak memiliki bentuk energi yang disebut energi kinetik atau energi gerak. Objek bergerak melakukan kerja dengan cara menggerakkan benda lain. Pemain biliar menggerakkan tongkat biliar untuk mendorong bola. Selanjutnya, bola yang bergerak akan menggerakkan bola-bola lain. Air yang mengalir melalui suatu bendungan akan menggerakkan turbin. Ketika naik sepeda kontraksi otot kaki akan mendorong pedal sepeda. Energi kinetik adalah bentuk energi ketika suatu materi berpindah atau bergerak.

B.    Berbagai Sumber Energi

Sumber energi adalah segala sesuatu yang menghasilkan energi. Panas matahari yang digunakan untuk memanaskan air adalah sumber energi. Begitu juga spiritus yang digunakan sebagai bahan bakar adalah sumber energi. Listrik dan arang yang  dibakar untuk memanaskan setrika merupakan sumber energi juga. Energi memegang peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Semua aktivitas kehidupan manusia memerlukan energi.

1.    Sumber Energi Tak Terbarukan
Energi tak terbarukan yang paling banyak dimanfaatkan adalah minyak bumi, batu bara, dan gas alam. Ketiganya digunakan dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pada industri, untuk pembangkit listrik, mupun transportasi. Berdasarkan hasil perhitungan para ahli, minyak bumi akan habis 30 tahun lagi, sedangkan gas alam akan habis 47 tahun lagi, dan batu bara akan habis 193 tahun lagi.

a.    Energi Hasil Tambang Bumi
Minyak bumi, gas, dan batu bara merupakan bahan bakar fosil yang berasal dari tumbuhan dan hewan-hewan yang terkubur jutaan tahun di dalam bumi. Untuk mendapatkan minyak bumi, dilakukan penambangan atau eksploitasi ke dalam perut bumi.

b. Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi potensial yang terdapat pada partikel di dalam nukleus atom. Partikel nuklir seperti proton dan neutron, tidak terpecah di dalam proses reaksi fisi dan fusi. Akan tetapi kumpulan tersebut memiliki massa yang lebih rendah daripada ketika berada dalam posisi terpisah. Adanya perbedaan massa ini maka dibebaskan dalam bentuk energi panas melalui radiasi nuklir.

2.    Sumber Energi Terbarukan
Sumber energi terbarukan yang saat ini mulai dikembangkan adalah biogas dari kotoran ternak, air mengalir, angin, dan panas matahari. Salah  satu  sumber  energi  terbarukan  yang  saat ini mulai dipelajari agar dapat dikembangkan di Indonesia adalah biogas yang berasal dari sampah biologis.

a.    Energi Matahari
Energi surya atau energi matahari adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi energi  dalam  bentuk  lain.  Matahari  merupakan sumber utama energi. Energi matahari dapat digunakan secara langsung maupun diubah ke bentuk energi lain.

b.    Pembangkit Listrik Tenaga Air
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini  disebut hidroelektrik. Komponen pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh energi kinetik dari air. Namun, secara luas pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.

c.    Energi Angin
Energi angin memanfaatkan tenaga angin dengan menggunakan kincir angin untuk diubah menjadi energi listrik atau bentuk energi lainnya. Umumnya, digunakan dalam ladang angin pada skala besar untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.

d.    Energi Tidal
Energi tidal merupakan energi yang memanfaatkan pasang surutnya air yang sering disebut juga sebagai energi pasang surut. Jika dibandingkan dengan energi angin dan energi matahari, energi tidal memiliki sejumlah keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain memiliki aliran energi yang lebih pasti/mudah diprediksi, lebih hemat ruang, dan tidak membutuhkan teknologi konversi yang rumit. Kelemahan energi ini adalah membutuhkan alat konversi yang andal dan mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras karena tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut.

C.    Makanan sebagai Sumber Energi

Makanan merupakan sumber energi bagi tubuh manusia. Fungsinya untuk berolahraga, belajar, dan melakukan aktivitas lainnya. Berikut beberapa kandungan bahan kimia yang terdapat dalam makanan yang dapat digunakan sebagai sumber energi  bagi tubuh manusia. Zat makanan yang berperan sebagai sumber energi adalah karbohidrat, protein, dan lemak.

1.    Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa kimia yang tersusun atas unsur-unsur karbon. Bahan makanan yang banyak mengandung karbohidrat, misalnya beras, jagung, kentang, gandum, umbi-umbian, dan buah-buahan yang rasanya manis. Karbohidrat berperan sebagai sumber energi (1 gram karbohidrat setara dengan 4 kilo kalori).

2.    Protein
Protein merupakan senyawa kimia yang mengandung unsur C, H, O, N (kadang juga mengandung unsur P dan S). Fungsi protein yaitu sebagai sumber energi, pembangun sel jaringan tubuh, dan pengganti sel tubuh yang rusak. Bahan makanan yang mengandung banyak protein, antara lain :

a. Protein hewani, misalnya daging, ikan, telur, susu, dan keju
b. Protein nabati, misalnya kacang-kacangan, tahu, tempe, dan gandum

3.    Lemak
Lemak merupakan senyawa kimia yang mengandung unsur C, H, dan O. Peran lemak untuk menyediakan energi sebesar 9  Kalori/gram, melarutkan vitamin  A, D, E, K, dan menyediakan asam lemak esensial bagi tubuh manusia. Lemak mulai dianggap berbahaya bagi kesehatan setelah adanya suatu penelitian yang menunjukkan hubungan antara kematian akibat penyakit jantung koroner dengan banyaknya konsumsi lemak dan kadar lemak di dalam darah.

Penyakit jantung koroner terjadi apabila pembuluh darah tersumbat atau menyempit karena endapan lemak yang secara bertahap menumpuk di dinding arteri. Bahan makanan yang mengandung banyak lemak, antara lain :

1. Lemak hewani: keju, susu, daging, kuning telur, daging sapi, daging kambing,daging ayam, dan daging bebek
2. Lemak nabati: kelapa, kemiri, kacang-kacangan, dan buah avokad