makalah matahari sebagai sumber energi

5/20/2018 makalah matahari sebagai sumber energi

1/9

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Tanpa kita sadari penerapan ilmu fisika tersebut dapat kita jumpai dalam

lingkungan kita seperti pada komponen abiotik dalam lingkungan.

pemanfaatan lingkungan untuk menjadi sumber energi pun tidak luput dari

penerapan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari kita. Salah satu contoh dari

penerapan ilmu fisika dan pemanfaatannya yang dapat kita jumpai dalam

kehidupan sehari-hari kita dan di lingkungan kita seperti energi matahari.

Zaman sekarang ini banyak orang melakukan penelitian dalam rangka

pemanfaatan energi matahari. Energi ini berpotensi mampu menyediakan

kebutuhan konsumsi energi dunia. Apalagi di Indonesia yang mana terletak

didaeah khatulistiwa, sehingga Indonesia mempunyai sumber energi matahari

yang berlimpah yang harus di eksplorasi secara optimal. Pemanfaatan energi

matahari ini dapat berupa pemanfaatan secara termal misalnya saja digunakan

secara langsung untuk memproduksi listrik.

Berkaitan dengan hal diatas, kita perlu terlebih dahulu mempelajari

mengenai matahari dimana matahari dapat berfungsi sebagai sumber energi

yang penulis jadikan sebagai bahasan pokok dalam makalah ini. Pada makalah

ini akan dijelaskan mengenai matahari sebagai sumber energi, mekanisme

fotosintesis sebagai produsen tingkat I, dan beberapa contoh siklus energi dan

kekekalan energi. Untuk lebih jelasnya, akan dibahas pada bab bab

selanjutnya.

1.2

Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud matahari sebagai sumber energi?

2. Bagaimana mekanisme fotosintesis sebagai produsen tingkat I?

3. Sebutkan contoh siklus energi dan kekekalan energi!

1.3Tujuan

1. Memahami tentang matahari sebagai sumber energi.

2. Mengetahui mekanisme fotosintesis sebagai produsen tingkat I.

3. Mengetahui beberapa contoh siklus energi dan kekekalan energi.


2/9

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 Matahari Sebagai Sumber Energi

Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata

149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah

planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata

Surya. Matahari dikategorikan sebagai bintang kecil jenis G. Matahari adalah

suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari

mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah

ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil

lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar,

karena 98% massa Tata Surya terkumpul padamatahari.

Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat

sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga

lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus

bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan

zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu

kehilangan empat juta ton massa setiap saat.

Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa

matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang

sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai

1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya

merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dariledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan,

bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000

juta tahun lalu.

Matahari mempunyai fungsi dan manfaat yang sangat penting bagi bumi.

Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan,

membuat udara dan air tetap bersirkulasi, dan banyak hal lainnya. Matahari

juga merupakan sumber energi terbesar dibumi. Energi yang terkandung


3/9

dalam batu bara dan minyak bumi sebenarnya berasal dari matahari. Matahari

jugs mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol

terjadinya siang dan malam, tahun dan planet-planet lain. Berkat adanya sinar

matahari dunia menjadi hidup karena sinar matahari memberikan energi pada

semua makhluk bumi.

Matahari adalah sumber energi terbentuknya lapisan ozon. Lapisan ozon

adalah lapisan di atmosfer pada ketinggian 19 - 48 km (12 - 30 mil) di atas

permukaan Bumi yang mengandung molekul-molekul ozon. Konsentrasi

ozon di lapisan ini mencapai 10 ppm dan terbentuk akibat pengaruh sinar

ultraviolet Matahari terhadap molekul-molekul oksigen. Peristiwa ini telah

terjadi sejak berjuta-juta tahun yang lalu, tetapi campuran molekul-molekul

nitrogen yang muncul di atmosfer menjaga konsentrasi ozon relatif stabil.

Ozon adalah hasil reaksi antara oksigen dengan sinar ultraviolet dari

matahari. Ozon di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari

matahari pada tingkat yang aman untuk kesehatan kita semua.

Matahari merupakan sumber energi pembentukan awan yang merupakan

dasar dari pembentukan hujan di atmofser. Matahari menguapkan air yang

ada di Bumi atau dapat juga disebut evapotranspirasi. Evapotranspirasi

merupakan gabungan peristiwa evaporasi dan transpirasi, kedua proses ini

merupakan perubahan air menjadi uap air sebagai hasil pemanasan oleh

matahari dari permukaan bumi ke atmosfer. Evaporasi terjadi pada sungai,

danau, laut, waduk dan permukaan tanah Transpirasi terjadi pada tanaman

melalui sel-sel stomata. Matahari merupakan faktor tertinggi dalam terjadinya

proses evapotranspirasi, yaitu sekitar 95% proses terjadinya evapotranspirasiterjadi dengan bantuan matahari.

Dari proses evapotranspirasi inilah yang akhirnya akan berubah menjadi

uap air, dari uap air tersebut akan membentuk awan. Lama-kelamaan awan

tersebut berkumpul di atmosfer, dan membentuk hujan. Hujan merupakan

peristiwa yang penting bagi sumber kehidupan. Pembagian air keseluruh

wilayah permukaan di Bumi dapat dilakukan dengan adanya peristiwa hujan.


4/9

2.2 Mekanisme Fotosintesis Sebagai Produsen Tingkat I

Fotosintesis merupakan proses esensial untuk menjaga kelangsungan

hidup di bumi. Fotosintesis terutama dilakukan oleh tumbuhan hijau. Dalam

proses fotosintesis terdapat 3 komponen utama yakni :

1. Komponen tersedianya gas karbondioksida yang sumbernya terutama

diperoleh dari udara.

2. Komponen klorofil sebagai syarat mutlak dalam sistem hijau daun untuk

memungkinkan terlaksananya proses fotosintesis.

3. Adanya sinar matahari untuk ditransformasikan sebagai modal energi.

Pada dasarnya, fotosintesis terjadi dalam dua tahapan. Kedua tahap itu

berlangsung dalam kloroplas, namun pada dua bagian yang berbeda .Tahap I

adalah proses penangkapan energi surya atau proses-proses yang bergantung

langsung pada keberadaan cahaya. Seluruh proses pada tahap ini disebut

reaksi terang. Tahap II adalah proses-proses yang tidak bergantung langsung

pada keberadaan cahaya. Proses-proses atau reaksi-reaksi pada tahap ini

disebut reaksi gelap.

Reaksi-reaksi cahaya berlangsung pada bagian grana kloroplas.

Sebagian energi matahari yang diserap akan diubah menjadi energi kimia,

yaitu berupa zat kimia berenergi tinggi. Selanjutnya, zat itu akan digunakan

untuk proses penyusunan zat gula. Sebagian energi matahari juga digunakan

untuk fotolisis air (H2O) sehingga dihasilkan ion hidrogen (H+) dan O2. Ion

hidrogen tersebut akan digabungkan dengan CO2 membentuk zat gula

(CH2O)n. Sedangkan O2-nya akan dikeluarkan.

Skema 2.2 reaksi terang


5/9

Reaksi-reaksi gelap terjadi pada bagian matrik stroma kloroplas. Pada

bagian ini, terdapat seluruh perangkat untuk reaksi-reaksi penyusunan zat

gula. Reaksi tersebut memanfaatkan zat berenergi tinggi yang dihasilkan pada

reaksi terang. Reaksi penyusunan ini tidak lagi bergantung langsung pada

keberadaan cahaya, walaupun prosesnya berlangsung bersamaan dengan

proses-proses reaksi terang. Karena itulah, reaksi-reaksi pada tahap ini

disebut reaksi gelap. Reaksi tersebut dapat terjadi karena adanya enzim-enzim

fotosintesis. Sesuai dengan nama penemunya yaitu Benson dan Calvin, maka

daur reaksi penyusunan zat gula ini disebut daur Benson Calvin. Hasil awal

fotosintesis adalah berupa zat gula sederhana yang disebut glukosa

(C6H12O6). Selanjutnya, sebagian akan diubah menjadi amilum (zat tepung =

pati) yang ditimbun di daun, atau organ-organ penimbunan yang lain.

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis. Albert

Einstein menyebut energi matahari sebagai foton (kuantum). Cahaya

mempengaruhi fotosintesis dalam tiga hal, yaitu : (1) intensitas, (2) lama

pencahayaan dan (3) warna cahayanya. Menurut warna cahayanya, cahaya

matahari terdiri atas 7 jenis warna sinar. Bukti bahwa cahaya matahari

tersusun atas bermacam-macam warna sinar dapat kita lihat pada peristiwa

pelangi. Ke tujuh warna sinar memiliki panjang gelombang yang berbeda-

beda. Berdasar urutan panjang gelombangnya dari panjang ke pendek adalah

meliputi sinar merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Dengan demikian, persamaan fotosintesis yang lengkap adalah sbb :

6CO2 + 6 H2O + Energi Matahari C6H12O6+ O2

klorofil

Gambar proses fotosintesis


6/9

Berdasar uraian di atas dapat kita tarik beberapa pengertian : (1) Fotosintesis

menggunakan energi matahari untuk menyusun zat gula sederhana. (2) Zat

gula disusun dari bahan dasar yaitu berupa H2O dan CO2. (3) Fotosintesis

menghasilkan bahan sisa berupa O2 dan H2O. (4) Fotosintesis hanya dapat

dilakukan oleh tumbuhan dan beberapa jenis bakteri. Fotosintesis menyusun

zat gula dari air dan karbon dioksida (CO2), sehingga sering disebut pula

asimilasi karbon.

2.3 Beberapa Contoh Siklus Energi Dan Kekekalan Energi

Energi dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan suatu

usaha / kerja. Energi tidak dapat dilihat. Yang terlihat adalah akibat adanya

energi tersebut.

Siklus energi lebih ditekankan pada perputaran energi yang terjadi

diantara komponen ekosistem. Menurut hukum termodinamika bahwa energi

dapat berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan serta diciptakan. Perubahan

bentuk energi inn dikenal dengan istilah transformasi energi. Aliran energi di

alam atau ekosistem tunduk kepada hukum-hukum termodinamika tersebut.

Dengan proses fotosintesis energi cahaya matahari ditangkap oleh tumbuhan,

dan diubah menjadi energi kimia atau makanan yang disimpan di dalam

tubuh tumbuhan. Proses aliran energi berlangsung dengan adanya proses

rantai makanan. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, dengan demikian energi

makanan dari tumbuhan mengalir masuk ke tubuh herbivora. Herbivora

dimakan oleh karnivora, sehingga energi makanan dari herbivora masuk ke

tubuh karnivora. Di alam rantai makanan itu tidak sederhana, tetapi ada

banyak, satu dengan yang lain saling terkait atau berhubungan sehingga

membentuk jaring-jaring makanan. Organisme-organisme yang memperoleh

energi makanan dari tumbuhan dengan jumlah langkah yang sama

dimasukkan ke dalam aras trofik yang sama. Makin tinggi aras trofiknya,

makin tinggi pula efisiensi ekologinya.

Semua organisme hidup membutuhkan energi karena banyak reaksi

biokimia yang berlangsung dalam tubuhnya membutuhkan energi. Makanan


7/9

yang dikonsumsi organisme akan mengalami proses pembakaran di dalam

tubuhnya, dimana proses tersebut dikenal dengan metabolisme. Dalam proses

metabolisme ini energi dalam makanan diubah menjadi energi yang dapat

digunakan untuk melakukan kerja. Energi secara terus menerus diterima dari

matahari dengan kecepatan konstan. Panas matahari diradiasikan ke bumi.

Dalam hal ini energi yang diperoleh dan yang hilang dari bumi harus

seimbang. Dalam kondisi tertentu tumbuhan yang mati tidak membusuk,

melainkan menjadi fosil, misalnya dalam bentuk batubara. Dari mahluk hidup

yang lain, pada kondisi tertentu dapat terbentuk minyak bumi. Batu bara dan

minyak bumi dikelompokkan sebagai bahan bakar fosil.

Sel mahluk hidup membutuhkan energi yang terus menerus untuk

melakukan berbagai proses, seperti pertumbuhan, pembiakan. Energi ini

diperoleh dengan oksidasi senyawa organik yang mengandung karbon (C).

Oksidasi atau pembakaran di dalam sel ini disebut dengan respirasi. Respirasi

tersebut dipercepat dengan katalis yang disebut enzym. Pada respirasi

dihasilkan karbondioksida (CO2) dan air (H2O) melalui reaksi

C6 H12 O6+ 6 O2 E + 6 CO2+ 6 H2O

Energi yang dibebaskan ini digunakan untuk berbagai proses kehidupan

organisme. Untuk mendapatkan glukosa yang digunakan sel dalam proses

respirasi ini tergantung pada tipe sel tersebut. Sel ototrop dapat mengolah

sendiri makanannya, misalnya membuat glukosa sendiri. Jadi, sel ototrop

adalah kelompok produsen (misalnya tumbuhan berhijau daun). Proses

pembuatannya dilakukan dalam klorofil, yang membantu sel mengubah

energi matahari menjadi energi kimia yang tersimpan dalam molekul-

molekul senyawa organik. Inilah yang disebut dengan fotosintesis. Energi

cahaya digunakan untuk membangun (mensistesis) senyawa kompleks dari

senyawa yang lebih sederhana dalam daun. Dengan cara demikian

karbondioksida dengan air dibantu klorofil dan energi matahari diubah

menjadi glukosa dan oksigen.


8/9

6 CO2+ 6 H2O + E C6 H12 O6 + O2 , dengan E = energi

matahari

Tidak semua sel dapat mengadakan proses fotosintesis. Sel heterotrofyang mengelola makanan dari sumber lain, harus memperoleh glukosa dari

lingkungan. Karena itulah terjadi proses memangsa dalam rantai makanan.

Berdasarkan piramida makanan, organisme ototrof menduduki tingkat

pertama, sedangkan organisme heterotrof yang mendapat energi dari ototrof

menduduki peringkat dibawahnya.

Energi kimia yang tersedia untuk memperoleh kehidupan ternyata

berkurang secara teratur melalui rantai makanan, sehingga untuk memahami

kerja dari suatu ekosistem harus dipelajari seluk beluk energi yang berproses

sepanjang rantai makanan tersebut.

Perbandingan (ratio) dari produksi total terhadap respirasi total

merupakan indikasi dari keseimbangan energi dalam suatu sistem.

Efisiensi pengubahan energi surya ke energi kimiawi tergantung pada

species dan kondisi pertumbuhan tanaman tersebut. Pada kasus lain, energi

tidak diabsorbsi, tapi dipantulkan atau ditransmisikan ke jaringan. Energi

yang diabsorbsi pada umumnya disimpan sebagai panas dan digunakan untuk

proses penguapan air pada permukaan daun dan jenis proses fisik lainnya.

Sebagian besar energi dalam proses kehidupan digunakan untuk respirasi.

Sisanya disimpan dalam jaringan tanaman sebagai bahan yang kaya energi

dan simpanan ini digunakan sebagai makanan hewan.

Berikut contoh kekekalan energi dalam bisa kita temui dalamkehidupan sehari-hari :

- Air dapat menghasilkan listrik. Air jatuh dari langit, mengubah energi

potensial menjadi energi kinetik. Energi ini kemudian digunakan untuk

memutar turbin generator untuk menghasilkan listrik. Dalam proses ini,

energi potensial air di bendungan dapat diubah menjadi energi kinetik

yang kemudian dapat menjadi energi listrik.


9/9

- Ketika mobil yang bergerak menabrak mobil yang diparkir dan

menyebabkan mobil yang diparkir untuk bergerak, energi ditransfer dari

mobil pindah ke mobil yang diparkir.

- Ketika Anda mendorong buku di meja, energi dari lengan Anda bergerak

ditransfer dari tubuh Anda ke buku, menyebabkan buku bergerak.

BAB 3

PENUTUP

3.1Kesimpulan

Dari penjelasan pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa :

1.

Matahari mempunyai fungsi dan manfaat yang sangat penting bagi

bumi. Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat

bagi kehidupan, membuat udara dan air tetap bersirkulasi, dan banyak

hal lainnya.

2. Fotosintesis (asimilasi karbon) merupakan proses pengubahan energi

cahaya(energi fisika) menjadi energi kimia (zat gula).

3.

Siklus energi lebih ditekankan pada perputaran energi yang terjadi

diantara komponen ekosistem. Menurut hukum termodinamika bahwa

energi dapat berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan serta

diciptakan. Perubahan bentuk energi inn dikenal dengan istilah

transformasi energi.

makalah matahari sebagai sumber energi

Documents