For AI agents: use /llms.txt for the Nakafa content index.
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi dapat berpindah dari satu benda ke benda lain, atau berubah dari satu bentuk ke bentuk lain.
Dalam Sistem Satuan Internasional (SI, International System of Units), semua energi tetap dapat dinyatakan dalam joule dengan simbol .
Kalimat itu terdengar sederhana, tetapi sering salah dibaca. Jika energi listrik dari sebuah alat lebih kecil daripada energi masuknya, bukan berarti energi sisanya menghilang. Energi sisanya biasanya berubah menjadi kalor, bunyi, getaran, cahaya yang tidak berguna, atau energi internal pada komponen alat.
OpenStax College Physics 2e membahas kekekalan energi pada halaman Conservation of Energy yang bisa dibuka di tautan sumber.
Sistem adalah bagian yang kita pilih untuk dianalisis. Semua yang berada di luar sistem disebut lingkungan. Hukum kekekalan energi paling jelas jika kita tegas menentukan sistemnya.
Diagram itu bukan hiasan. Diagram itu mengingatkan kita bahwa keluaran sistem tidak harus satu jenis energi saja.
| Pilihan sistem | Yang masuk ke sistem | Yang keluar dari sistem |
|---|---|---|
| Air yang jatuh | energi potensial gravitasi | energi kinetik air |
| Turbin dan generator | energi kinetik putaran | energi listrik, kalor, bunyi |
| Panel surya | energi radiasi Matahari | energi listrik, kalor, cahaya pantul |
Jika sistem terlalu sempit, ada energi yang tampak keluar. Jika sistem diperluas sampai mencakup lingkungan, energi total tetap sama.
Pada banyak soal awal, kita mengabaikan gesekan dan hambatan udara agar ide utamanya terlihat. Untuk gerak yang hanya melibatkan energi kinetik dan energi potensial gravitasi, energi mekanik ditulis sebagai:
Jika tidak ada gesekan, hambatan udara, atau kerja dari luar, energi mekanik tetap.
Subskrip berarti keadaan awal, sedangkan subskrip berarti keadaan akhir.
Misalkan air bermassa turun dari ketinggian . Jika kita memakai dan air mula-mula dianggap diam, energi potensial gravitasi awalnya adalah:
Jika tidak ada energi yang terdisipasi, energi sebesar itu berubah menjadi energi kinetik air. Dalam alat nyata, sebagian energi tetap berpindah ke lingkungan sebagai kalor, bunyi, dan getaran.
Pada teknologi energi terbarukan, yang biasanya kita inginkan adalah energi berguna, misalnya energi listrik. Hukum kekekalan energi tetap berlaku, tetapi energi masuk tidak seluruhnya menjadi energi listrik.
Contoh: aliran air membawa energi sebesar menuju turbin kecil. Generator menghasilkan energi listrik . Energi yang terdisipasi adalah:
Jadi, energi tidak hilang. Energi itu berpindah ke lingkungan, misalnya sebagai panas pada poros, suara putaran, atau getaran struktur.
U.S. Department of Energy menjelaskan bahwa pembangkit listrik tenaga air memanfaatkan perbedaan ketinggian air untuk menggerakkan turbin dan generator. Penjelasan mekanisme tersebut bisa dibuka di tautan sumber.
Hukum kekekalan energi bisa dipakai seperti alat audit. Jika ada klaim energi, jumlahkan semua jalurnya.
| Klaim | Cek dengan hukum kekekalan energi |
|---|---|
| Panel menerima radiasi dan menghasilkan listrik | tidak realistis untuk panel nyata; dari sisi kekekalan energi, klaim itu hanya mungkin jika tidak ada energi yang terpantul atau menjadi kalor |
| Turbin menerima dan menghasilkan listrik | masih masuk akal jika terdisipasi |
| Mesin menghasilkan listrik dari masukan tanpa sumber lain | tidak sesuai kekekalan energi |
U.S. Department of Energy menjelaskan bahwa tidak semua cahaya yang mencapai sel fotovoltaik berubah menjadi listrik; sebagian bisa terpantul atau berubah menjadi panas. Penjelasan faktor efisiensi panel surya bisa dibuka di tautan sumber.
Hukum ini membuat kita lebih hati-hati membaca kata hemat, efisien, dan ramah lingkungan. Alat yang efisien bukan alat yang menciptakan energi baru. Alat yang efisien adalah alat yang membuat bagian energi berguna menjadi lebih besar dan energi terdisipasi menjadi lebih kecil.
Sumber energi terbarukan tetap harus tunduk pada hukum kekekalan energi. Matahari, angin, air, panas bumi, dan biomassa menyediakan energi masuk. Teknologi membantu mengubah energi masuk itu menjadi energi yang kita perlukan.
Karena energi tidak diciptakan dari nol, pembahasan energi terbarukan selalu kembali ke tiga pertanyaan:
Jika kalian bisa menjawab tiga pertanyaan itu, kalian tidak hanya menghafal hukum kekekalan energi. Kalian sedang memakai hukum itu untuk membaca teknologi energi secara kritis.
