BAB. I
PENDAHULUAN
I.1 Latar belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan perkembangan tehnologi di era globalisasi ini membawa dampak perubahan yang luar biasa terhadap pola kehidupan umat manusia dibelahan bumi ini.Sehingga perubahan demi perubahan terus terjadi baik diranah komplek ide,komplek kelakuan berpola, dan komplek sistem tehnologi(Koentjaraningrat, 1982; Sztompka. 2004). Disamping itu era globalisasi yang ditandai dengan transformasi informasi-tehnologi (IT) mengkondisi proses-proses kehidupan di berbagai bidang berada pada arus high competition yang begitu cepat dan mendasar dengan membawa beragam resiko kehidupan (Giddens, A.. 2001).
Ilmu pengetahuan alam dan perkembangan tehnologi khususnya melatarbelakangi penulisan makalah ini.sebagai kelengkapan materi mata kuliah Kealaman Dasar.Hal inilah yang mendorong penulis untuk melakukan analisis kajian dengan fokus IPA dan Perkembangan Tehnologi
I.2 Tujuan
Tujuan Penulisan ini adalah ingin memberikan beberapa ringkasan penjelasan pada para mahasiswa dalam meningkatkan peran mereka sebagai agen perubahan (agent of change) pembelajaran ilmu pengetahuan dan perubahan tehnologi.
I.3 Manfaat
I.3 Manfaat
Membantu mahasiswa memahami bidang pengetahuan khususnya ilmu pengetahuan dan perkembangan tehnologi.
BAB II
PEMBAHASAN
A.Materi dan Energi
1.Materi
Materi adalah apa saja yang mempunyai massa dan menempti pada suatu ruang baik berbentuk padat,cair maupun gas.Cahaya dan panas tidak termasuk dalammateri karena tidak mempunyai berat ,tetai keduanya ttermasuk dalam energi.
Semua materi dapat dipecah menjadi bagian kecil yang disebut molekul.Molekul masih mempunyai sifat-sifat materi,misal molekul gula adalah bagian terkecil dari gula yang masih mempunyai sifat-sifat gula.
Molekul dapat dipecah lagi mejadi bagian terkecil yang disebut Atom.Contoh,molekul gula dapat dipecah menjadi 12 atom carbon,22 atom hidrogen dan 11 atom oksigen.Atom-atom tersebut dipersatukan sedemikian rupa sehinga menjadi bentuk molekul gula.Akan tetapi susunan yang berbeda akan menbentuk molekul materi yang berbeda pula,misalnya alkohol dan zat pati.Dari contoh diatas dapat disimpulkan bahwa atom-atom disebut pula unsur dasar yang menyusun suatu materi.Atom sangat kecil hingga suit diliat walaupun dengan mikroskop yang sangat kuat.Sebutir debu yang sangat halus dianggap sangat besar bila dibanding dengan atom.
Semua materi mempunyai sifat sendiri-sendiri,apabila terjadi perubahan karena susuatu,sifatnya akan berubah dan sifatnya akan menjadi ciribagi materi tersebut.
Perubahan atas maareri dibedakan atas 2 kelompok
a.Perubahan secara fisika adalah perubahan materi yang tidak disertai terjadinya materi jenis baru misalnya
Penguapan air : Kalau air dipanaskan akan menjadi uap
Pembekuan air : air didinginkan pada suhu 0 C akan menjadi es.
Gula dilarutkan : tiak mengubah warna tapi tetap manis.
b. Perubahan secara kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan satu materi atau beberapa materi lain.misalnya
Besi berkarat :: sepotong besi yang dibiarkan dalam keadaan lembab dan karena reaksi udara beberapa waktu akan menimbulkan karat yang merupakan materi baru.
Pembakaran : sepotong kayu dinyalakan dan terbakar dan menghasilkan abu
Magnesium ditaruh pada nyala api : akan tamapak kabut putih dengan nyala menyilaukan.setlah dingin tidak tampakpotngan magnesium tersebut.
Jadi perubahan materi secara fisika tidak membentuk materi baru sedangkan perubahan materi secara kimia membentuk materi jenis baru.
Atom adalahpartikel terkecil dari unsur kimia.partikel didefinisikan sebagaiatom bila memiliki sifat-sifat atom tersebut.
Menurut Democritos(485-425 SM) Atom merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.Kata atom berasal dari kata a = tidak tomos=membagi.Pada waktu itu semua benda dianggap terdiri dari subtansi yang sama yaitu atom,Benda terbentuk dari macam- macam jenis karena merupakan subtabsi yang dibedakan dalm hal bentuk,ukuran,gerakan,dan susunannya.
John Dalton(1766-1844),seorang ahli kimia prancis mengajukan hipotesis tentang subtansi dasar materi..ternyata hipotesis tersebut dapat bertahan,sehingga dikenal sebagai teori Dalton.
Atom menurut Dalton tarsusun sebagi berikut
1. Atom merupakan partikel terkecil dari unsur yang tidak dapat dipecahkan lagi.
2. Atom-atom dari unsur yang sama mempunyai sifat yang sama.sebaliknya atom dari unsur yang berbeda mepunyaisifat yang berbeda pula.
3. kumpulan atom sejenis dapat dapat membentuk unsur.sedangkan unsur yang berbeda akan membentuk senyawa.
4. Atom-atom yang saling mengikat secara kimiawi akam membentuk molekul.
Teori Dalton sampai sekarang selalu dipakai untuk menerangjkan berbagai reaksi kimia dan memberi gambaaran yang konsisten kepada ahli kimia serta memudahkan reaksi kimia,bahkan sering pula digunakan untuk menduga perubahan kimia yang berlangsung dialam untuk ditiru dilaboratorium.Kemajuan pesat didunia ilmu pengetahuan alam dalam abad XX menimbulkan perbedaan pendapat ytentang konsep teori atom dam molekul.Saat ini batasan atom adlah partikel yang terkecil dari suatu unsur yang dapat mengambil bagiandalam perubahan-perubahan kimia.
Banyak unsur-unsur yang tidak terdapat sebagai atom-atom bebas,tetapi unsur-unsur tersebut terjadi dari kelompok- kelompok atom yang disebut molekul.Misalnya gas oksigen terdiri atas kelompok-kelompok atom yang terdiri atas dua atom oksigen.Setiap kelompok disebut molekul oksigen.
Rutherford(1817-19370)mengeukakan teori tentang struktur atom dan mengatakan bahwa : Sebuah atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan dibungkus oleh kulit atomyang mengandung elektron- elektron bermuatan negatif.Atom tidak akan bermuatan listrik (menjadi netral) bila jumlah muatan negatifsama dengan jmlah muatan positif.
Inti atom mengandung proton yang bermuatan positif dan kulit atom yang mengandung elektron-elektron yang bermuatan negatif.Berat proton dibandingjkan dengan berat elektron adalah1.840 kali lebih besar.Atom netral bila jumlah proton dalam nuucleus atu inti sama dengan elektron pada kulit.
Rutherford mengatakan bahwa massa atom terpusat di nucleus.Nomor atom adalah bilangan yang menyatakan jumlah elektron didalam kulit atom.ternyata nomor atom lebih kecil dari massa atom,berarti bahwa didalam nucleus terdapat partikel-partikel lain yang mssanya sama dengan selisih antra massa atom dengan nomor atomnya.
J.Cahadwick(1891-1994)menemukan bahwa partikel jenis ketiga ini tidak bermuatan listrik danmempunyai masssa tepat samadengan massa proton.Partikel ini disebut neuton yang bersama-sam dengan proton dalam nucleus.
Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa atom hidrogen hanya terdiri ataas satu proton didalam intinya dan satu kulit atomyang mengandung satu elektron.Proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif.Praktis masasa atomhidrogen adalahmassa intinya karena berat proton 1,840 kali berat elektron.sedang massa elektron dianggap tidak ada dan massa proton dianggap sama dengan satu,
Masa atom dalam unsur-unsur lain tergantung pada massainti atom dalam unsur tersebu tdan hal ini tergantung pada massa neutronnya.misalnya,massa atom oksigen adalah 16,berarti pada oksigen terdapat 8 proton dan 8 neutron didalam inti atomnya.Nomor atom oksigen adalah 8,menggambarkan bahwa didalam atom terdapat 8 proton tadi.selain itu,terdapat partikel lain yang masih dalam penelitian,yaitu positron dan meson,positron adalah partikel yang bermuatan positif dengan massasama dengan elektron.Meson adalah partikel yang massanya antara elektron dan proton.
Neil bohr (1885-1962) mengajukan teori yangmenyatakan bahwa atom merupakan sistem matahari yang terkecil(miniatur).Inti atonm sebagai matahari dan dan elektron-elektron sebagai planet yang beredar mengelilingi inti.Elektron-elektron itu beredar melintasi garis edar berbentuk elips. Dengan kecepatan cahaya.Niels Bohr menemukan bahwa lokasi-lokasi elektron tertentu dan terbatas.Elektron dapat terlempar keluar orbit dan menjahui intinya.Kadang-kadang malah memasuki orbit yang lebih dekat dengan inti dengan membebaskan energi. elektron-elektron yang memasuki orbit lebih dekat ke inti mempunyai energi yang lebih kecil daripada elektron yang jauh dari inti.Untuk memindahkan elektron dari lintasan yang dekat dari inti lintasan yang lebih jauh diperlukan tambahan energi.sebaliknya,elektron dari lintasan luar yang jauh ke lintasan dam yang dekat inti mlepaskan energi.Energi yang dilepas maupun yang ditambahkan merupakan jumlah tertentu yang disebut kuantum.
Neil bohr gagal mengadakan percobaan dengan atom lain kecuali hidrogen,tetapi kegagalan tersebut diperbaiki oleh schrodinger sehingga teoribohr dapat dimantapkan
Ø Kulit I hanya dapat diisi 2 elektron
Ø Kulit II hanya dapat diisi 8 elektron
Ø Kulit III hanya dapat diisi 18 elektron
Ø Kulit IV hanya dapat diisi 32 elektron
Pada umumnya inti dengan elektron suatu atom dalam keadaan seimbang berarti kedudukan stabil.Bilamana keadaan atu struktur inti berubah,maka keadaan elektron berubah.Kesimpulan Niels Bohr adalah elektron-elektron beredar mengelilingi inti dengan kecepatan yang tertentu dan melaui lintasan-lintasan tertentu pula.lintasan ini ada yang berbentuk elips dan ada pula yang berbentuk linkaran( Orbit Stabil ).selama beeredar sepanjang orbit yang stabil,elektron-elektron tidak akan kehilangan energinya.
Untuk dapat menuliskan zat-zat dalam reaksi kimia dan melihat hasilnya,maka diperlukan simbol atom.Suatu sistem dari simbul atom pertama kali dibuat oleh Dalton dengan tanda gambar untuk masing-masing unsur,misalnya :
Hidrogen Oksigen Carbon Nitrogen Sulfur | € ¡ ¥ ¼ ¡ | Ferrum Zincum Air Gas asam arang Alkohol | ¡ ¡ €¡ ¡˜¡ ¡¡¡¡ |
Ternyata simbol atom yang dibuat oleh Dalton tersebut sangat sukar dipakai.Simbol atom modern dirintis oleh Jacob Berzelius pada 1813 dengan mengambil singkatan huruf pertama nama atom yang kadang-kadang diikuti olh salah satu huruf berikutnya.Huruf pertama ditulis dengan huruf besar,sedang huruf berikutnya ditulis dengan huruf kecil.Sebegai contoh
Nama Atom Hidrogen Cuprum Oksigen Calsium | Simbol H Cu O Ca |
Simbol-simbol ini dipskai sampai sekarang.
2.Energi
Energi atau tenaga Ialah kemampuan untuk melakukan kerja.Dalam IPA yang dimaksud kerja ialah usaha gerak melawan hambatan.seseorang yang mengangkat sebuah benda keatas ,berarti melakukan usaha melawan gerak melawan gaya tarik bumi atau grafitasi.Usaha gerak melawan hambatan itulah kerja yang menggunakan tenaga atau energi.Energi dapat memindahkan materi darisuatu tempat ketempat yang lain.Bermacam-macam bentuk energi.antara lain gerak,cahaya,panas,tenaga kimia,dan tenaga atom.
Manusia purba melakukan segala macam pekerjaandengan tenaga otot.Kemudian menggunakan tenaga binatang,sebagai pembantu.Selanjutnya digunakan tenaga lain,seperti angin dan tenaga air untuk menggerakkan penggilingan dan keperluan lain,sebagai pengganti ototnya.
Energi dapat diubah daribentuk yang satu kebentuk yang lain.Peristiwa ini disebut transpormasi Energi.Sebagai contoh,proses fotosintesis,dimana energi cahaya matahari berubah menjadi energi kimia dalam pembentukan tumbuhan,Kayu yang dibakar menghasilkan energi panas,panas menguappkan air menghasilkanenergi kinetik yang pada mesin uap menggerakkanpenghisap mesin,gerak lurus penghsap kemudian diubah menjadi gerak putar untuk memutar sebuah dinamo yang menghasilkan listrik,selanjutnyaenergi listrik atau energi yang dapat disimpan dalam batrei.Demikianlah serangkaianbentuk-bentuk energi yang digunakan manusia.apabila ditelusuri semuanya berrasal dari energi matahari.
Energi diubah menjadi energi yang setara,tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat dibuat.Hal ini disebut Hukum kekekalan energi.Albert einstin mengemukakanpendapatnya tentang hukum kekekalan materi dan energi,bahwa pada waktunya orang dapat mengubah unsur menjadi energi dan sebaliknya energi menjadi unsur kembali.Para ahli menegaskan pendapat einstindengan mengemukakan bahwa unsur dan energi adalah dua macam bentuk yang berlainan,maka tetap berlaku hukum kekekalan.Bahwa untuk energi dapat diubah dari yang satu ke yang lain,tetapi jumlah akhir adalah tetap.
Dalam arti yang luas,sumber tenaga surya atau matahari bukan hanya terdiri atas pencemarannya langsung kebumi,tetapi juga meliputi efek-efek matahari tak langsung,seperti tenaga angin,air dan panas lair laut.Bahkan jga meliputisampah pertanianyang dapat dimanfaatkansebagai sumber energi.Bagian dibawah ini memperlihatkan secara skematis nergi asal radiasi surya maupun buatan manusia diubah bentuknya menjadi energi yang dapat dimanfaatkan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar