Energi, Transformasi & Metabolisme - IPA kelas VII

Energi, Transformasi & Metabolisme

Energi adalah kemampuan suatu benda untuk melakukan kerja.

Dalam Sistem Internasional (SI)  satuan Energi adalah Joule (J), sedangkan dalam satuan lain adalah kalori atau kilokalori.

Satuan kalori biasanya digunakan untuk menyatakan besar energi panas atau energi  kalor dan energi kimia yang terkandung  dalam makanan.

Secara umum sumber energi terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Sumber energi yang dapat diperbarui, contoh: bahan pangan, kayu,  sinar matahari, angin, angin.
2. Sumber energi yang tidak dapat diperbarui, contoh: bahan bakar, yang meliputi; solar, bensin, minyak tanah, avtur, dan gas.

Bentuk-bentuk Energi antara lain:

    1.   Energi Kalor.
     Yaitu energi yang bersumber dari panas.
     Contoh energi kalor antara lain: setrika, api kompor dan tungku, mesin  kendaraan.

    2.   Energi Cahaya.
    Yaitu energi yang bersumber dari cahaya matahari atau cahaya dari sumber   lain, misalkan lampu.
    Tumbuhan memerlukan energi cahaya matahari untuk dapat melakukan proses fotosintesis.
    Lampu bisa berpijar karena merubah energi listrik menjadi energi cahaya.

    3.   Energi Bunyi.

Energi bunyi dapat merambat melalui perantaraan udara (gas), zat cair maupun zat padat.

Contoh energi bunyi antara lain: suara orang bercakap-cakap, suara musik.

    4.   Energi Kimia.

Energi yang bersumber dari dari kimia tumbuhan.

Contoh energi kimia antara lain: makanan yang kita makan, bahan bakar minyak (bensin, minyak tanah, gas, dll)

    5.   Energi Air.

Yaitu energi yang bersumber dari tenaga atau energi air.

Contoh energi air antara lain: PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), penggilingan padi dan jagung dengan kincir air (digunakan oleh petani abad 18), pasang surut air laut.

    6.   Energi Listrik.

Yaitu energi yang bersumber dari listrik.

Contoh energi listrik antara lain: televisi, radio, komputer, dll.

    7.   Energi Uap.

Yaitu energi yang bersumber dari uap.

Contoh energi uap antara lain: kereta uap dan mesin uap (abad 18)

    8.   Energi Angin

Energi yang bersumber dari angin.

Contoh energi angin antara lain: pembangkit listrik tenaga angin, perahu layar, pesawat terbang.

    9.   Energi Panas Bumi.

Energi yang bersumber dari panas bumi.

Contoh energi panas bumi antara lain: pembangkit listrik tenaga panas bumi.

Energi mekanik

Energi mekanik merupakan energi yang disebabkan karena adanya suatu usaha yang berhubungan dengan gerakan yang terjadi pada benda. Energi mekanik terdiri atas 2 buah energi yaitu energi potensial dan energi kinetik.
a. Energi potensial
Energi potensial merupakan suatu energi tersimpan yang dimiliki oleh suatu benda karena posisi (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai contoh yaitu batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial apabila batu kita lepas maka batu tersebut akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika batu tersebut mengenai tanah yang lembek, maka batu yang jatuh tadi akan menyebabkan terjadinya lubang pada tanah.
Dari pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa energi potensial suatu benda dipengaruhi oleh massa benda, percepatan dari gaya gravitasi bumi, dan ketinggian dari suatu benda yang bersangkutan.
b. Energi kinetik
Energi kinetik merupakan suatu energi yang dimiliki oleh suatu benda yang dipengeruhi oleh gerakan aktif dari suatu benda yang bersangkutan. Besarnya suatu energi kinetik dipengaruhi oleh massa suatu benda dan kecepatan dari suatu benda yang bersangkutan. Semakin besar massa dari benda yang bersangkutan, maka energi kinetiknya juga akan semakin besar, begitu pula semakin cepat laju/kecepatan dari suatu benda, energi kinetik yang dihasilkan juga akan semakin besar.

Perubahan yang terjadi pada energi
Suatu energi manfaatnya baru akan dapat terlihat apabila energi tersebut mengalami suatu perubahan bentuk dari energi satu ke dalam energi yang lainya. Seperti yang kita ketahui bahwa energi memiliki suatu hukum yang sering disebut dengan hukum kekekalan energi. Bunyi dari hukum kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnya.
Dari hukum kekekalan energi di atas apabila energi dapat dirubah ke dalam bentuk energi lainnya maka energi tersebut akan dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Perubahan energi yang paling banyak bisa dimanfaatkan adalah perubahan dari energi listrik dirubah ke dalam bentuk energi yang lainnya.
Contoh perubahan energi itu antara lain:
1. Perubahan dari energi listrik menjadi energi panas misalnya setrika listrik dan solder listrik.
2. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi suara misalnya radio dan tape.
3. Perubahan dari energi listrik menjadi energi menjadi energi cahaya misalnya lampu.
4. Perubahan dari energi listik menjadi energi cahaya (gambar) dan suara misalnya pada televisi.
5. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi gerak misalnya terdapat pada kipas angin.
6. Perubahan dari energi listik menjadi energi menjadi energi panas adalah pada pengering rambut (hair dryer) dan penanak nasi (rice cooker).
7. Perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik misalnya pada aki dan baterai.
8. Perubahan dari energi cahaya menjadi energi kimia misalnya pada saat proses fotosintesis.
9. Perubahan dari energi gerak menjadi energi listrik misalnya terdapat pada dynamo sepeda.
10. Perubahan dari energi potensial menjadi energi listrik terjadi pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA).

Metabolisme Sel

Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel.Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakankatalisator enzim.Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:

1.Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,

yaitu proses pembentukan molekul yang kompleks dengan menggunakan energy tinggi. Contoh : fotosintesis (asimilasi C)

                            energi cahaya

6 CO2 + 6 H2O——————————— => C6H1206 + 6 02

                  klorofil glukosa(energi kimia)

Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energy kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawaorganik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsungcepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panasreaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.

2. Katabolisme (Dissimilasi),

yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:

                                  enzim

C6H12O6 + 6 O2 ——————————— > 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.

                              energi kimia

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energisehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinyadisebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm

Energi dan Makanan

Tumbuhan punya peran penting bagi kehidupan mahluk hidup di muka bumi karena dapat menelan hal-hal yang tidak disukai manusia, seperti panasnya matahari dan gas karbon dioksida (CO₂). Tumbuhan mampu memanfaatkan sinar matahari untuk mengubah CO₂ dan air menjadi zat gula (karbohidrat) dan gas Oksigen (O₂) melalui proses fotosintesis. 

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Fotosintesis

Keberhasilan dan kecepatan tumbuhan hijau dalam melakukan fotosintesis dipengaruhi oleh  beberapa faktor  yaitu :

   1.    Cahaya
Komponen-komponen cahaya yang mempengaruhi kecepatan laju fotosintesis adalah intensitas, kualitas dan lama penyinaran. Intensitas adalah banyaknya cahaya matahari yang diterima sedangkan kualitas adalah panjang gelombang cahaya yang efektif untuk terjadinya fotosintesis. Makin banyak intensitas, kualitas dan lamanya sinar matahari ca yang diterima tumbuhan hijau maka makin cepat tumbuhan hijau melakukan fotosintesis.

   2.    Konsentrasi karbondioksida
Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

   3.    Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

    4.    Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

   5.    Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

6.    Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyakenergi dan makanan untuk tumbuh.