Materi dan Energi

Fisika merupakan kajian materi dan energi. Materi merupakan segala sesuatu yang memiliki ruang. Seluruh materi terdiri dari partikel kecil yang tidak terhitung jumlahnya, disebut sebagai atom dan molekul.  Partikel-partikel ini berada dalam posisi konstan, fakta yang menjelaskan fenomena yang disebut Gerakan Brownian. 

Keberadaan partikel ini juga menjelaskan penguapan dan pembentukan kristal. Energi bukan materi, melainkan mempengaruhi perilaku materi. Setiap hal yang terjadi memerlukan energi. Energi muncul dalam beragam bentuk, seperti energi panas, cahaya, listrik dan potensial. Unit standar untuk pengukuran energi adalah Joule (J). 

Setiap bentuk energi dapat diubah menjadi bentuk lain. sebagai contoh, energi listrik yang digunakan untuk memutar motor listrik berubah menjadi energi kinetik dan energi panas. Jumlah total energi tidak pernah berubah. Energi hanya dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan. Hal ini dalam hukum Fisika dikenal dengan Prinsip Kekekalan Energi.dan dapat dilihat dalam Diagram Sankey dibawah ini :

Diagram Sankey

Partikel Yang Bergerak

Gerakan Brownian 

Saar diamati melalui mikroskop, partikel-partikel asap terlihat bergerak acak. Gerakan ini disebabkan oleh molekul udara di sekeliling partikel asap.

PArtikel dibawah Microscop Elektron

Ilustrasi Gerakan Brownian

Berikut adalah Video Simulasi Gerakan Brownian :

 

Materi Sebagai Partikel

Larutan

Partikel zat terikat didalam struktur keras. Saat zat padat larut menjadi zat cair, partikelnya terpecah dari struktur ini dan tercampur dalam zat cair membentuk larutan sehingga terjadilah Pelarutan

Larutan dan Pelarutan

Penguapan

Saat dipanaskan, sebagian besar zat cair akan menguap, Ini berari atom atau molekul terlepas dari badan zat cair, menjadi partikel gas.

Proses Penguapan  Sederhana

Proses Penguapan di Alam

Kristalisasi

Saat seluruh zat cair dalam larutan telah mengalami penguapan, zat padat tertinggal. Partikel zat padat umumnya tersusun dalam struktur tetap disebut sebagai Kristal.

Proses Pengkristalan

Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi merupakan salah satu dari hukum-hukum kekekalan yang meliputi energi kinetik dan energi potensial. Hukum ini merupakan hukum pertama dalam ilmu termodinamika. Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi: "Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan (konversi energi)"

Citra Matahari menggunakan Teleskop Nasa

Matahari merupakan salah satu Sumber Energi yang paling utama bagi Kehidupan di Bumi. Semua Energi yang ada dibumi didapatkan dari matahari. Radiasi dibuat di Inti matahari selama proses Reaksi Fusi Nuklir, merupakan sumber utama energi di Bumi.

Sel Fotovoltaik

Perpindahan energi dari radiasi elektromagnetik ke energi listrik terjadi  di sel fotofaltaik atau sel surya. Ketika tidak ada sinar matahari mengenainya, sel fotovaltaik tidak akan memasok aliran listrik

Prinsip Kerja Perpindahan dari Energi Elektromagnetik menjadi Listrik

Berikut adalah Video Simulasi Bagaimana Sel Surya Bekerja merubah Gelombang Elektromagnetik dari radiasi matahari menjadi Energi Listrik :

 

Tumbuhan juga memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan energi kimia yang disimpan dalam bentuk Senyawa Organik berkalori tinggi yaitu Karbohidrat dan Lemak. Energi yang didapatkan dari Cahay matahari dirubah untuk mereaksikan antara air dan Asam Karbon  / Karbon dioksida sehingga menghasilkan Gula / KArbohidrat. Proses ini dinamakan Fotosintesis. Berikut ini adalah VIdeo Animasi yang menjelaskan tentang Proses Fotosintesis :

Berikut ini adala Video Simulasi Proses Kimia Perpindahan dari Partikel Foton cahaya berubah menjadi karbohidrat :




Energi yang berawal dari SInar matahari kemudian diserap oleh tumbuhan menjadi energi kimia dan akan terus mengalami siklus Energi yang berulang. Berikut adalah Siklus Energi di Bumi :

Gambar Siklus Energi di Bumi

Demikian Pembahasan Sederhana tentang Materi Dan Energi, Semoga bermanfaat !