Apa Itu Energi?
Dalam fisika, energi atau disebutkan tenaga ialah property fisika dari satu object, bisa beralih lewat hubungan esensial, yang bisa diganti memiliki bentuk tetapi tidak bisa dibuat atau dihilangkan. Joule ialah unit SI untuk energi, diambil dari jumlahnya yang diberi di suatu object (lewat kerja mekanik) dengan mengalihkannya sepanjang 1 mtr. dengan gaya 1 newton.
Kerja dan panas ialah 2 contoh proses atau proses yang bisa mengalihkan beberapa energi. Hukum ke-2 termodinamika batasi jumlah kerja yang didapatkan lewat proses pemanasan-beberapa salah satunya akan lenyap sebagai panas kebuang. Jumlah maksimal yang bisa dipakai untuk kerja disebutkan energi tersedia. Sistem seperti mesin dan benda hidup memerlukan energi ada, bukan hanya sembarangan energi. Energi mekanik dan beberapa bentuk energi yang lain bisa beralih langsung ke wujud energi panas tanpa batas tertentu.
Ada beragam jenis beberapa bentuk energi, tapi semua type enegi ini harus penuhi beragam keadaan seperti bisa diganti ke wujud energi yang lain, patuhi hukum pelestarian energi, dan mengakibatkan peralihan pada benda bermassa yang dikenakan energi itu. Wujud energi yang biasa salah satunya energi kinetik dari benda bergerak, energi radiasi dari sinar dan radiasi elektromagnetik, energi prospektif yang disimpan dalam sebuah benda karena tempatnya seperti medan gravitasi, medan listrik atau medan magnet, dan energi panas yang terbagi dalam energi prospektif dan kinetik mikroskopik dari beberapa gerakan partikel tidak beraturan. Beberapa wujud detil dari energi prospektif ialah energi plastis yang karena dari pemanjangan atau deformasi benda padat dan energi kimia seperti pelepasan panas saat bahan bakar terbakar. Tiap benda yang mempunyai massa saat diam, mempunyai massa diam atau sama dengan energi diam, walau tidak diterangkan dalam peristiwa setiap hari di fisika klasik.
Menurut neraca massa-energi, semua wujud energi memerlukan massa. Misalnya, menambah 25 kilowatt-jam (90 megajoule) energi pada object akan tingkatkan massanya sekitar 1 mikrogram; bila ada timbangan yang sedemikian peka karena itu tambahan massa ini dapat kelihatan. Matahari mengganti energi prospektif nuklir jadi wujud energi lainnya; keseluruhan massanya akan berbeda saat energi lepas ke sekitarnya khususnya dalam wujud energi radiasi.
Walau energi bisa berbeda wujud, tapi hukum kekekalan energi mengatakan jika keseluruhan energi pada suatu sistem cuma berbeda bila energi beralih masuk atau keluar mekanisme. Ini memiliki arti mustahil menghancurkan energi atau membuat. Keseluruhan energi dari sebuah sistem bisa dihitung dengan menambah semua wujud energi dalam sistem itu. Contoh peralihan dan alih bentuk energi ialah pembangkitan listrik, reaksi meningkatkan benda, atau kimia.
Organisme hidup memerlukan energi ada untuk selalu hidup; manusia misalkan, memerlukan energi dari makanan dan oksigen untuk memetabolismenya. Peradaban memerlukan suplai energi untuk beragam aktivitas; sumber energi seperti bahan bakar fosil sebagai topik penting dalam politik dan ekonomi. Cuaca dan ekosistem bumi digerakkan oleh energi radiasi yang didapatkan dari matahari ( energi geotermal yang didapatkan dari dalam bumi.
Sejarah Energi dalam Fisika
Kata energi datang dari bahasa Yunani Kuno: ἐνέργεια, translit. energeia, har. 'aktivitas, operasi',[2] yang peluang ada pertama kalinya dalam kreasi Aristoteles pada era keempat SM. Kontradiksi dengan pengertian kekinian, energeia ialah ide filosofis kualitatif yang paling luas.
Di akhir era ke-17, Gottfried Leibniz menyarankan gagasan bahasa Latin: vis viva, atau gaya hidup, yang diartikan sebagai perkalian di antara massa object dengan kuadrat kecepatannya; dia yakin jika keseluruhan vis viva ialah kekal. Untuk mempertimbangkan pelambatan karena friksi/gesekan, Leibniz membuat teori jika energi termal terbagi dalam gerak random dari sisi pembentuk zat, walau pada akhirannya ini memerlukan waktu lebih satu era untuk diterima secara umum. Analogi kekinian dari besaran ini (energi kinetik) cuma berlainan pada factor pengali setengah.
Di tahun 1807, Thomas Young peluang ialah orang pertama kali yang memakai istilah "energi" dibanding vis viva. Gustave-Gaspard Coriolis menerangkan "energi kinetik" di tahun 1829, dan William Rankine munculkan istilah "energi prospektif" tahun 1853. Hukum kekekalan energi pertama kalinya dipostulatkan di awal era ke-19, dan berlaku kesemua sistem terisolasi. Pernah dipertentangkan apa panas ialah intisari fisika ataulah bukan, atau hanya besaran fisika seperti momentum. Di tahun 1845 James Prescott Joule mendapati jalinan di antara kerja mekanik dengan timbulnya panas.
Peningkatan ini munculkan teori kekekalan energi, dirumuskan resmi oleh William Thomson (Lord Kelvin) dalam termodinamika. Termodinamika memberi keterangan untuk peningkatan beberapa proses kimia oleh Rudolf Clausius, Josiah Willard Gibbs, dan Walther Nernst. Clausius menyampaikan ide entropi dan Jožef Stefan memperkenalkan hukum energi radiasi. Menurut teorema Noether, hukum kekekalan energi ialah karena dibanding hukum fisika tetap sama pada waktu.
Satuan Energi Dalam Fisika
Energi dipastikan dalam satu joule (J). Pemakaian unit ini diberi nama untuk menghargai jasa dari James Prescott Joule atas eksperimennya dalam kesamaan mekanik panas. Dalam istilah yang lebih fundamental 1 joule sama dengan 1 newton-meter dan, dalam istilah unit dasar SI, 1 J sama dengan 1 kg m2/s2.
Pemakaian dalam Sains
Dalam mekanika classic, energi yang property yang bermanfaat secara matematis dan ide. Beberapa pendefinisian mekanika sudah diperkembangkan memakai energi sebagai ide utama.
Kerja, satu bentuk energi, ialah gaya dikali jarak.
Di sini disebutkan jika kerja ( W) sama dengan integral garis dari gaya F sejauh pelintasan C; Kerja dan energi ialah bergantung kerangka.
Keseluruhan energi dalam sistem kadang disebutkan Hamiltonian, diambil dari nama William Rowan Hamilton. Kesamaan gerak classic bisa dicatat dalam wujud Hamiltonian, walau untuk sistem yang paling abstrak dan kompleks. Kesamaan classic ini mempunyai analogi langsungnya dalam mekanika kuantum nonrelativistik.
Ide lain terkait dengan energi dikatakan sebagai Lagrangian, diambil dari nama Joseph-Louis Lagrange. Formula ini sama keutamaan dengan Hamiltonian, dan ke-2 nya bisa dipakai untuk turunkan atau di turunkan dari kesamaan gerak. Ide ini diketemukan dalam kerangka mekanika classic, tapi bermanfaat pada umumnya untuk fisika modern. Ide Lagrangian diartikan sebagai energi kinetik minus energi potensial. Biasanya, ide Lagrange secara matematis lebih gampang dipakai dibanding Hamiltonian untuk sistem non-konservatif (seperti sistem dengan gaya gesek).
Energi dalam Biologi
Dalam sektor biologi, energi berperanan pada semua tingkat sistem biologis, dari biosfer sampai ke makhluk hidup terkecil.
Biosfer yakni sisi atau susunan dari bumi di mana ada kehidupan. Lingkup biosfer yakni dimulai dari sistem akar paling dalam beberapa pohon yang berada di bumi ke ekosistem bersuasana gelap di palung paling dalam yang berada di samudra, rimba hutan yang dalam dan pucuk pegunungan tinggi.[7] Gerakan energi terjadi di biosfer. Energi yang masuk ke biosfer datang dari matahari. Ada beberapa tipe energi yang dikeluarkan matahari, tetapi yang terterima oleh bumi ialah sejumlah kecil energi itu. Energi yang dari matahari yang umum dipakai oleh makhluk hidup ialah energi sinar dan panas. Energi panas penting untuk bumi supaya masih tetap jadi biosfer seperti energi panas bisa menjaga temperatur bumi supaya maksimal untuk kehidupan. Sinar dibutuhkan supaya makhluk hidup bisa melihat. Disamping itu, sinar digunakan oleh tumbuhan untuk membikin gula dan pati sebagai gizi untuk makhluk hidup lainnya.
Pada makhluk hidup, energi berperanan dalam perkembangan dan perubahan sel atau organel dari satu organisme. Pada intinya, tiap kegiatan yang sudah dilakukan oleh makhluk hidup membutuhkan energi. Proses sintesis molekul, penguraian molekul, dan perpindahan molekul dari 1 tempat ke lain tempat membutuhkan energi.
Usaha / Kerja
Kerja diartikan sebagai "integral batasan" gaya F sepanjang s
Energi Kinetik
Energi kinetik ialah sisi energi yang terkait dengan pergerakan satu benda.
Energi Potensial
Bersimpangan dengan energi kinetik, yang ialah energi dari sebuah sistem karena pergerakannya, atau pergerakan intern dari partikelnya, energi potensial dari sebuah sistem ialah energi yang disambungkan dengan komposisi ruangan dari komponen-komponennya dan hubungan mereka satu dengan lain. Jumlah partikel yang keluarkan gaya keduanya secara automatis membuat sebuah sistem dengan energi potensial. Gaya-gaya itu, misalnya, bisa muncul dari hubungan elektrostatik (saksikan hukum Coulomb), atau gravitasi.
Energi dalam
Energi intern ialah energi kinetik disambungkan dengan pergerakan molekul-molekul, dan energi prospektif yang disambungkan dengan getaran perputaran dan energi listrik dari atom-atom di dalam molekul. Energi intern seperti energi ialah sebuah peranan kondisi yang bisa dihitung dalam sebuah mekanisme.
Energi Listrik
Energi listrik sebagai energi yang terkait dengan penghitungan arus elektron yang dipastikan dalam unit Watt-jam atau kiloWatt-jam. Peralihan energi listrik terjadi dalam wujud saluran elektron lewat konduktor tipe tertentu. Energi listrik bisa ditaruh sebagai energi medan elektrostatik lewat medan listrik yang dibuat oleh terkumpulnya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Keseluruhan energi medan listrik ditambah lagi energi medan elektromagnetik, sama dengan energi yang terkait dengan medan magnet yang muncul karena saluran elektron lewat kumparan induksi.
Energi Mekanik
Wujud peralihan energi mekanik ialah kerja. Energi mekanik disimpan dalam wujud energi energi kinetik atau potensial.
Energi Elektormagnetik
Energi elektromagnetik ialah wujud energi yang terkait dengan radiasi elektromagnetik. Energi radiasi dipastikan dalam unit elektron-Volt (eV) atau mega elektron-Volt (MeV). Radiasi elektromagnetik tidak terkait dengan massa dan sebagai wujud energi murni. Jika panjang gelombangnya makin pendek dan frekwensinya makin tinggi, karena itu energi transmisi makin makin energetik atau besar. Sumber radiasi atau panjang gelombang radiasi elektromagnetik dipisah atas beberapa kelas. Radiasi cahaya gamma (y) sebagai tipe radiasi yang paling energetik dari energi elektromagnetik. Cahaya X dibuat oleh keluar orbitnya elektron. Radiasi termal ialah radiasi elektromagnetik muncul karena getaran atom. Barisan energi elektromagnetik ini terhitung radiasi ultraviolet atau radiasi suhu tinggi, radiasi menembus pandang dan barisan radiasi suhu cahaya inframerah atau rendah. Tipe radiasi elektromagnetik yang lain ialah radiasi gelombang milimeter dan gelombang micro yang dipakai untuk radar dan microwave-cookers.
Energi Kimia
Energi kimia sebagai hasil hubungan elektron di antara dua ataupun lebih atom/molekul yang alami pencampuran. Reaksi kimia ini hasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia cuma bisa terjadi dalam wujud energi disimpan. Jika energi dilepaskan dalam satu reaksi karena itu reaksinya disebutkan reaksi eksotermis. Unit energi kimia dipastikan dalam kiloJoule, unit panas Britania, atau kiloKalori. Jika energi dalam reaksi kimia teresap karena itu disebutkan dengan reaksi endotermis. Reaksi kimia eksotermis ialah sumber energi bahan bakar yang penting untuk manusia dalam proses pembakaran yang mengikutsertakan oksidasi berbahan bakar fosil.
Energi Nuklir
Energi nuklir sebagai energi dalam wujud disimpan yang bisa dilepas. Pembangunan energi nuklir sebagai akibatnya karena hubungan partikel dengan atau dalam pokok atom. Energi ini dilepaskan sebagai hasil usaha sejumlah partikel untuk mendapat keadaan yang lebih stabil. Unit energi nuklir ialah juta elektron reaksi. Peluruhan radioaktif, fisi dan fusi terjadi sepanjang reaksi nuklir berjalan.
Energi Termal
Energi termal ialah wujud energi dasar yang bisa diubah secara penuh jadi energi panas. Perubahan energi termal ke energi lain terbatasi oleh Hukum Termodinamika Ke-2 . Wujud peralihan dari energi termal dapat dalam wujud energi disimpan sebagai kalor laten atau kalor sensibel yang berbentuk entalpi.