Diktat E &DKEE - Andi Pawawoi, MT Halaman 1

Bab I Pendahuluan

1.1. Pengertian Energi, Eksergi, dan Anergi.

Menurut Purwadarminta* energi adalah tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu.

Definisi ini merupakan perumusan yang lebih luas daripada pengertian-pengertian

mengenai energi pada umumnya yang dianut di dunia ilmu pengetahuan. Dalam

pengertian sehari-hari energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan melakukan suatu

pekerjaan.

Bila mana disebut “energi”, biasanya yang dimaksud adalah “perbedaan energi”.

Suatu contoh sebagai penjelasan: “bila mana dari bak kamar mandi, diambil air

sebanyak satu ember, dan ember berisi air itu ditaruh di atas meja, maka air seember itu

mempunyai suatu energi potensial. Besar energi potensial itu dianggap relatif terhadap

dasar kamar mandi. Bukan absolut”. Secara absolut, energi potensial yang dimiliki

oleh air dalam ember itu adalah secara teoritis terhadap titik pusat berat bumi. Kiranya

tidak mungkin energi absolut demikian dapat dimamfaatkan. Yang dapat dimamfaatkan

adalah energi relatif itu, atau selisih potensial antara dua situasi tertentu yang praktis.

Demikian pula pengertian energi dalam bentuk panas, atau energi termal. Biasanya

yang dimaksud, bahwa suatu energi benda memiliki suatu energi termal, maka

dimaksud jumlah energi yang berkaitan dengan selisih suhu benda itu dengan suhu

lingkungan. Kembali suatu jumlah energi relatif. Energi termal dalam arti absolut

adalah energi yang berhubungan dengan selisih suhu benda itu dengan suhu absolut

terendah, atau 0 K.

Dengan memperhatikan apa yang diuraikan di atas, terdapat definisi pengertian-

pengertian berikut:

a. Energi adalah jumlah energi absolut, yang berhubungan dengan taraf yang

paling rendah

b. Eksergi adalah jumlah energi secara relatif, yaitu selisih energi dengan

lingkungan.

c. Anergi adalah selisih antara energi dan eksergi, atau:

Energi = Anergi + Eksergi.

Dengan demikian maka dapat disimpulkan bahwa apa yang sehari-hari disebut

“energi” pada asanya merupakan “eksergi”. Dan eksergi inilah yang merupakan

Diktat E &DKEE - Andi Pawawoi, MT Halaman 2

bagian yang dapat dimamfaatkan untuk bekerja. Sedang anergi merupakan bagian dari

jumlah energi yang secara praktis tidak dapat dimamfaatkan.

1.2. Bentuk-bentuk Energi

Energi terdapat dalam berbagai bentuk, yang dapat dikategorikan dalam 3 (tiga)

golongan besar, yaitu:

1. Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi dari gerakan dan secara matematik dinyatakan dengan

rumus sebagai berikut:

Ek = ½ mv2

Dimana m merupakan massa dari benda yang bergerak (kilogram, kg) dan v

kecepatan benda itu bergerak (meter per detik, m/s).

2. Energi potensial

Terdapat bebera bentuk energi potensial, misalnya energi yang tersimpang dalam

suatu pegas yang berada dalam keadaan tertekan, energi kimia yang terdapat dalam

bahan bakar fosil, dan energi grafitasi yng terdapat pada benda bila mana dingkat

dari permukaan bumi. Bilamana umpamanya energi surya menguapkan air, dan

mengangkatnya ke atas menjadi awan, kemudian jatuh sebagai hujang, maka air yang

terkumpul memiliki energi potensial sebesar:

Ep = mgh

Dimana m adalah massa dari air (kg), g merupakan akselerasi karena grafitasi

(m/s2) dan h adalah tinggi jatuh air.

3. Energi Massa

Konversi dari massa menjadi energi, terjadi dalam reaksi fisi maupun fusi. Matahari

pada asanya merupakan satu buah reaktor fusi raksasa yang mengkonversikan bagian

dari massa hidrogen menjadi energi panas dan radiasi. Hal ini dinyakan dengan

rumus Einstein yang tersohor:

E = mc2

Dimana m merupakan massa yang dikonversikan (kg) dan c adalah kecepatan cahaya

dalam ruang hampa (3 x 108 m/s), sedangkan E merupakan nergi yang dibebaskan.

Jika misalnya 1 kg bahan bakar nuklir dikonversikan menjadi energi, maka kan

diperoleh:

E = 1 kg x ((3 x 108 m/s)2 = 9 x 10 16 Joule

Diktat E &DKEE - Andi Pawawoi, MT Halaman 3

yang merupakan jumlah enrgi yang dibebaskan. Dengan demikian maka bahan

bakar nuklir seperti deuterium, tritium, uranium-235, dan plutonium-239 dapat

dianggap sebagai bentuk-bentuk energi potensial yang sangat terkonsentrasikan.

Daya merupakan konsep lain dari energi, yang merupakan kecepatan energi itu

per satuan waktu, atau dirumuskan:

P = E / t

Dimana E merupakan energi ( joule, J), t satuan waktu (detik,s), dan P adalah daya

(watt,W). dengan demikian dapat dilihat dari rumusan di atas bahwa 1 watt = 1 joule

per detik.

1.3. Satuan Energi

Berdasarkan alasan-alasan historis tertentu, terdapat beberapa satuan energi

yang digunakan di berbagai profesi. Satuan-satuan tersebut beserta konversinnya

diberikan dalam tabel berikut

Tabel Konversi Satuan-satuan Energi

Satuan Energi Joule Kilowatt-jam Kalori Btu 1 Joule 1 2,778 x 10-7 0,2389 9,48 x 10-4

1 Kilowatt-jam 3,6 x 106 1 8,6 x 105 3413 1 Kalori (cal) 4,186 1,163 x 10-6 1 3,969 x 10-3

1 Btu 1055 2,93 x 10-4 252 1 1 Therm 1,055 x 108 29,3 2,52 x 107 1 x 105

1 Quad (Q) 1,055 x 1018 2,93 x 1011 1,52 x 107 1 x 1015

1 foot-pout (ft-lb) 1,356 3,766 x 10-7 0,3239 1,285 x 103

1 Elektron volt (eV) 1,602 x 10-19 4,45 x 10-26 3,827 x 10-20 1,519 x 10-22

1 Barel minyak 6,12 x 109 1700 1,46 x 109 5,8 x 106

1 Galon bensi 1,32 x 108 36,7 3,16 x 107 1,25 x 105

1 Ton (2000 lb) batu bara 2,36 x 1010 6,57 x 103 5,65 x 109 2,24 x 107

1 Kaki kubik (cf) gas alam 1,08 x 106 0,299 2,57 x 105 1020