Dokumen tersebut membahas tentang konsep daya dan efisiensi dalam pengubahan energi. Daya didefinisikan sebagai kemampuan untuk mengubah bentuk energi dan diukur dalam satuan watt. Efisiensi mengukur seberapa besar energi masukan yang dapat diubah menjadi energi yang berguna. Contoh pembangkit listrik tenaga air digunakan untuk menjelaskan bagaimana energi potensial air diubah menjadi energi listrik dengan
4. DAYA
Saat kita membeli bola lampu, pada kardus kemasan bola lampu
tersebut selalu tercantum angka-angka dalam satuan watt.
Misalnya 5 watt, 10 watt, dan sebagainya.
Menyatakan
besaran apakah
watt itu?
5. Watt merupakan satuan untuk menyatakan daya.
Daya adalah kemampuan untuk mengubah suatu bentuk energi
menjadi bentuk energi lain.
Sebagai contoh, sebuah lampu 100 watt berefisiensi 100 %.
Artinya tiap detik lampu tersebut akan mengubah 100 joule energi
listrik yang memasuki lampu menjadi 100 joule energi cahaya.
Sumber
energi listrik
6. Jadi, semakin besar daya suatu alat, semakin besar pula
kemampuan alat tersebut mengubah suatu bentuk energi
menjadi bentuk energi lain. Jika energi yang masuk ke suatu
alat seluruhnya dapat diubah menjadi energi bentuk lain
maka efisiensi alat tersebut adalah 100%. Besarnya daya
dirumuskan sebagai berikut :
Δt = selang waktu (sekon)
P=
.......... (1) Ket.
P = Daya (watt)
ΔW = selang Usaha (joule)
7. Daya sesaat yaitu harga limit hasil bagi usaha W jika selang waktu Δt
mendekati nol.
Misalkan suatu gaya F dilakukan pada suatu partikel pada saat partikel
itu bergerak sejauh Δs sepanjang lintasannya. Jika F adalh besar
komponen gaya F yang menyinggung lintasan, maka usaha F diberikan
adalah: ΔW = F . Δs , dan daya rata-rata adalah :
9. Contoh No.18 Hal 165
ïƒ Seorang tukang menarik sebuah
peti sejauh 5 m dengan kecepatan
tetap 0,5 m/s dengan gaya sebesar
200 N. Tentukan waktu yang
diperlukan dan daya tukang
tersebut.
JAWA
B
10. Diket :
V = 0,5 m/s
F = 200 N
Ditanya :
P=?,t=?
ΔX = 5 m
Penyelesaian :
>> P = F . V
>> P = 200 N . 0,5 m/s = 100 watt
>> P = F. ΔX
Δt
>> Δt = F . ΔX
P
>> Δt = 200 . 0,5
100
>> Δt = 1 sekon
11. Dalam satuan SI, daya (P) adalah
watt (W) yakni : 1 W = 1 J/s. satuan
lain daya yang sering digunakan
adalah tenaga kuda (horse power
= HP). 1 HP = 746 W dan 1 kWh (kilo
watt hours) = 3,6 x 106 J = 3,6 MJ.
12. Berdasarkan keterangan sebelumnya, kalian
telah mengetahui bahwa suatu bentuk energi
dapat berubah menjadi bentuk energi lain.
Sebagai contoh PLTA (pembangkit Listrik
Tenaga Air) yang memanfaatkan energi air
yang mengalir untuk diubah menjadi energi
listrik. Air yang dialirkan sedemikian rupa,
biasanya dari ketinggian tertentu, digunakan
untuk memutar turbin yang terhubung dengan
generator.
Dari generator inilah listrik
dihasilkan.
13. Jika massa air m jatuh dari ketinggian h
dari turbin, maka energi yang dimiliki air
merupakan energi potensial. Besar energi
air tersebut dirumuskan ;
Energi potensial inilah yang akan diubah
menjadi energi listrik.
14. Jika energi potensial ini diubah seluruhnya menjadi energi
listrik, maka besar energi listrik tiap detik yang dihasilkan
adalah:
Jika air mengalir selama t sekon, maka besar daya yang
dihasilkan adalah :
15. EFISI
ENSI seluruh energi
Alat atau mesin tidak mungkin mengubah
yang diterimanya menjadi energi yang bermanfaat, tetapi
ada sebagian energi yang dibuang. Proses ini merupakan
sifat alami sehinnga dikemukakan konsep efisiensi ( daya
guna ). Energi yang terima oleh alat pengubah energi
disebut masukan ( input ) dan energi yang diubah ke
bentuk yang bermanfaat disebut keluar (output ).
16. Dalam kehidupan sehari-hari
sukar ditemukan kondisi ideal.
Oleh karena itu, dikenal adanya
konsep efisiensi. Konsep
efisiensi
adalah
suatu
perbandingan antara energi
atau daya yang dihasilkan
dibandingkan dengan usaha
atau daya masukan. Efisiensi
dirumuskan sebagai berikut.
17. Namun, untuk mengubah semua energi
menjadi energi listrik sebesar 100% sangat
sulit dilakukan. Jika hanya ɳ % air yang
diubah menjadi energi listrik, maka besarnya
daya listrik yang dihasilkan sebesar :