Daya yang dibuang dalam bentuk panas (kalor)oleh peralatan listrik disebut

Jakarta -

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki pada benda yang bergerak. Sebuah benda bisa bergerak disebabkan oleh adanya sebuah energi.

Pergerakan sebuah benda terjadi karena energi, yang dihasilkan dari adanya kerja/usaha. Sehingga, dapat diartikan bahwa energi merupakan kemampuan untuk melakukan suatu usaha, seperti dikutip dalam Modul Fisika Paket C Tingkatan V terbitan Kemdikbud oleh Suci Mugia Anugerah, S.Pd. dan M. Heru Iman Wibowo.

Energi yang dimiliki benda mempunyai berbagai macam bentuk, diantaranya adalah energi kinetik, energi potensial, energi mekanik, energi nuklir, energi listrik, energi kimia, dan energi panas.

Sumber energi yang digunakan makhluk hidup seperti manusia, tumbuhan dan hewan bisa berasal dari berbagai makanan dan minuman. Mesin bisa beroperasi karena adanya sumber energi yang berasal dari berbagai macam bahan bakar seperti bensin dan solar. Sedangkan alat-alat elektronik dapat bergerak atau beroperasi karena adanya sumber energi listrik yang didapatkannya.

Beberapa energi juga mampu diubah dan bertransformasi menjadi bentuk energi lainnya. Hal itu dapat kita temukan saat sedang memasak air. Energi yang berasal dari api, akan pindah ke air menjadi energi panas (kalor), kemudian energi panas itu akan berubah lagi menjadi uap.

Contoh lainya, apabila ada sebuah mobil yang sedang melaju dengan cepat, ketika di rem, mobil tersebut akan berhenti. Pada kasus ini, energi kinetik pada mobil itu akan berubah menjadi energi panas dan energi bunyi akibat adanya gesekan antara ban di roda mobil dengan jalanan.

Mengetahui Besarnya Energi Kinetik

Energi kinetik hanya dimiliki oleh suatu benda yang bergerak saja. Besar kecilnya energi kinetik yang ada pada suatu benda, tergantung dari massa dan kecepatan/kelajuan benda tersebut.

Mengutip dari buku bertajuk Energi dan Perubahanya terbitan PPPPTK IPA karya Drs. Kandi, M.A., dan Drs. Yamin Winduono, M.Pd, mengungkapkan bahwa energi kinetik suatu benda berbanding lurus dengan massa benda dan kecepatan kuadratnya. Apabila sebuah benda bergerak semakin cepat, maka energi kinetik dari benda tersebut akan semakin besar pula, begitupun sebaliknya.

Besar energi kinetik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

Rumus energi kinetik: Ek = ½ m.v²

Keterangan: Ek = energi kinetik (joule)m = massa (kg)

v = kecepatan (m/s)

Sedangkan, hubungan antara usaha (W) dan energi kinetik dapat diturunkan dari persamaan berikut:

∆Ek = ½ mv2² - ½ mv1² maka, rumus yang dapat dituliskan adalah W = ∆Ek

Contoh Soal 1
Diketahui sebuah mobil mempunyai massa 600 kg, yang melaju dengan kecepatan 30 m/s. Berapakah energi kinetik pada kecepatan laju mobil tersebut?

Jawab: Ek = ½ m.v² = ½ 600. 30²= ½ 600. 900

= 270.000 J

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan pada kecepatan mobil tersebut adalah 270.000 Joule.

Contoh Soal 2
Sebuah benda dengan 40 kg, dilemparkan dengan kelajuan awal sama dengan nol yang melaju 8 m/s. Hitunglah energi kinetiknya!

Jawab: Ek = ½ m.v² = ½ 40.8² = ½ 2560

= 1280 J

Jadi, energi kinetik yang dihasilkan sebuah tersebut adalah 1280 Joule.

Demikian, penjelasan mengenai energi kinetik beserta cara menghitungnya. Ternyata mudah kan detikers? selamat belajar!

Simak Video "Konsep Multiverse dalam Sudut Pandang Agama"

Ngeeeeeennnggg…..

Pernah naik ojek online nggak Squad? Misal dari rumah kamu ke sekolah gitu. Kalau kamu pernah atau mungkin sering menggunakan jasa ojek online, pernah kepikiran kenapa motor si abang ojek itu bisa jalan nggak?

“Karena ada bensin”

Iya benar, tapi lebih spesifik lagi dong. Kamu harus tahu nih bahwa mesin motor si abang ojek online itu bisa gerak karena adanya perubahan energi di mesin kalor. Apa itu mesin kalor?

A. Mesin Kalor / Mesin Carnot

Mesin kalor bisa disebut juga Mesin Carnot. Mesin ini merupakan alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Sebagai contohnya, mesin motor ojek online tadi. Hasil pembakaran dari bahan bakar diubah menjadi energi gerak dalam mesin mobil.

Rangkaian mesin motor yang bergerak karena adanya energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar. (sumber: giphy.com)

Gambar di atas tadi merupakan piston yang ada pada mesin kendaraan yang menggunakan prinsip aliran kalor spontan.Mesin carnot memanfaatkan prinsip kalor yang mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah tanpa perlu melakukan usaha. Saat aliran kalor terjadi, panas yang mengalir diubah menjadi usaha, misalnya gerak. Konsep tersebutlah yang ditemukan oleh Nicolas Leonard Sadi Carnot.

Nicolas Leonard Sadi Carnot (sumber: theapricity.com)

Nah, supaya dapat menghasilkan usaha, mesin carnot perlu menjalani empat buah langkah yaitu 2 proses isotermal dan 2 proses adiabatik. Gambarannya itu seperti ini Squad.

Siklus dalam mesin carnot (sumber: quora.com)

Pertama-tama, gas mengalami pemuaian isotermal. Pada saat ini, gas menyerap kalor Q1 dari reservoir suhu tinggi T1 dan melakukan usaha. Kemudian, gas mengalami pemuaian adiabatik. Pada proses ini, gas juga melakukan usaha.

Setelah melalui 2 proses pemuaian , gas mengalami kompresi/penyusutan isotermal. Gas membuang kalor Q2 ke reservoir suhu rendah T2. Pada proses ini, gas mendapatkan usaha. Akhirnya, di proses terakhir gas mengalami kompresi/penyusutan adiabatik. Pada proses ini, gas mendapatkan usaha kembali, dan kembali ke bentuk semula. Berhubung proses ini mengembalikan kondisi gas ke kondisi semula, maka siklus ini tidak mengalami perubahan energi dalam. Maka, persamaan termodinamikanya menjadi

 Menurut Nicolas Carnot, mesin yang ideal adalah mesin yang sanggup mengubah seluruh panas menjadi usaha. Sayangnya, mesin ideal itu tidak pernah ada. Semua mesin tidak dapat mengubah seluruh panas menjadi usaha. Sebagian besar panas terbuang sia-sia. Sebagian lagi menjadi bunyi, getaran, atau asap dan hanya sebagian kecil yang menjadi usaha. Buktinya apa Squad?

Hasil pembakaran mesin ada yang menjadi asap (sumber: giphy)

Oleh karena itu, ada konsep yang dikenal dengan efisiensi mesin Carnot. Efisiensi adalah perbandingan dari panas yang berubah menjadi usaha dengan panas yang diserap. Mudahnya begini Squad, hasil bagi antara usaha yang dilakukan dengan kalor yang diserap. Rumusnya seperti ini.

Sementara di atas sudah disebutkan bahwa Q1 - Q2 =W, maka

Nah, karena Q1 = T1 dan Q2 = T2 , maka rumus di atas dapat juga berubah menjadi

Baca Juga: Cara Kerja Teropong Bintang dan Rumus Penghitungannya

B. Mesin Pendingin

Kalau kamu di dalam ruangan ber-AC, apa yang kamu rasakan?

Sejuk kan? Nah, coba kalau kamu berdiri di samping benda ini yang sebenarnya masih satu paket dengan AC yang kamu rasa sejuk itu, gimana rasanya?

Kompresor dan kondensor AC mengeluarkan hawa panas (sumber:artomorobarokahteknik.com)

Panas kan? Itu dia. Mesin pendingin seperti AC itu kebalikan dari mesin carnot. Mesin pendingin membuang kalor dari tempat dingin ke tempat panas dan membutuhkan usaha supaya proses tersebut bisa berjalan. Mesin pendingin membutuhkan usaha.

Kenapa perlu usaha? Ini karena proses pada mesin pendingin adalah tidak spontan. Usaha yang dibutuhkan untuk menjalankan mesin pendingin dapat dihitung menggunakan persamaan.

W = Q1 -Q2

Nah, seperti mesin carnot, mesin pendingin juga tidak ideal, alias tidak dapat mengubah semua usaha untuk membuang panas. Ada sebagian usaha yang dilakukan terbuang menjadi panas lagi, menjadi bunyi, dan atau menjadi getaran.

Jika mesin pendingin itu ideal, maka persamaan yang berlaku adalah

 Nah, ketidakidealan mesin pendingin dapat dilihat dari koefisien performansi. Pada dasarnya, ini adalah “efisiensi versi mesin pendingin”. Koefisien performansi ditunjukkan dengan

Karena W = Q1 - Q2, maka

Atau, karena

Sekarang, kamu tahu kan kenapa angin keluaran dari AC terasa panas? Yups, karena mesin pendingin bertugas membuang panas yang ada di dalam ruangan ke luar ruangan.

Masih bingung tentang mesin kalor dan mesin pendingin? Diskusikan langsung yuk bersama teman-teman di seluruh Indonesia melalui live teaching Brain Academy Online. Dipandu oleh STAR Master Teacher lulusan PTN ternama yang asyik dan sabar banget!