Ilmu Alamiah dan Teknologi Masa Depan Sehubungan dengan Kelangsungan Hidup Manusia

Ilmu Alamiah dan Teknologi Masa Depan Sehubungan dengan Kelangsungan Hidup Manusia

1.Energi Matahari

Energi matahari merupakan energi yang utama bagi kehidupan di bumi ini. Berbagai jenis energi,baik yang terbarukan maupun tak-terbarukan merupakan bentuk turunan dari energi ini baik secara langsung maupun tidak langsung.

Berikut ini adalah beberapa bentuk energi yang merupakan turunan dari energi matahari misalnya:

·         Energi anginyang timbul akibat adanya perbedaan suhu dan tekanan satu tempat dengan tempat lain sebagai efek energi panas matahari.

·         Energi air karena adanya siklus hidrologi akibat dari energi panas matahari yang mengenai bumi.

·         Energi biomassa karena adanya fotositensis dari tumbuhan yang notabene menggunakan energi matahari.

·         Energi gelombang laut yang muncul akibat energi angin.

·         Energi fosil yang merupakan bentuk lain dari energi biomassa yang telah mengalami proses selama berjuta-juta tahun.

Selain itu energi panas matahari juga berperan penting dalam menjaga kehidupan di bumi ini. Tanpa adanya energi panas dari matahari maka seluruh kehidupan di muka bumi ini pasti akan musnah karena permukaan bumi akan sangat dingin dan tidak ada makhluk yang sanggup hidup di bumi.

Energi Panas Matahari sebagai Energi Alternatif 

Energi panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi negara-negara yang terletak di khatulistiwa termasuk indonesia, dimana matahari bersinar sepanjang tahun. Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000  Terra Watt sedangkan yang dimanfaatkan masih sangat sedikit.

Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas matahari yaitu :

1.      Pemanasan ruangan

2.      Penerangan ruangan

3.      Kompor matahari

4.      Pengeringan hasil pertanian

5.      Distilasi air kotor

6.      Pemanasan air

7.      Pembangkitan listrik

2.Energi panas bumi

Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air). Sejak peradaban Romawi, namun sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi listrik. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007,dan menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia.

Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya pada dekat area perbatasan lapisan tektonik.

3.Energi angin

Udara yang bergerak disebut angin dan dapat terjadi perbedaan tekanan disuatu tempat dengan tempat yang lain.

Orang dahulu sebenarnya telah menggunakan energi angin itu, misalnya untuk menggerakan perahu layar sehingga terjadilah penjelajahan laut dari satu negara ke negara lain. Bangsa belanda dulu terkenal dengan penggunaan kinjcir-kincir angin untuk menggerakanh pompa-pompa air guna mendapatkan air bersih di beberapa kampung.

Energi angin dapat dimanfaatkan untuk diubah menjadi tangkap(oleh baling-baling atau katakan lah rotor bersayap).

Pasang surut menggerakan air dalam jumlah besar setiap harinya,dan pemanfaatanya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga duankali siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan 9kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

4.Energi biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari sisa-sisa makhluk yang diuraikan oleh mikroba melalaui proses penguraian.sebagai bahan dasar proses penguraian adalah sisa makhluk berupa sampah pertanian,yaitu batang pohon jagung,jerami.sisa amplas kelapa,atau tumbuhan lain sebagai bahan yang mengandung mikroba pengurai digunakan kotoran sapi. Kemudian, kedua bahan itu dapat dipotong-potong. Proses diaduk agar berjalan optimal pada suhu 35 derajat sampai 37 derajat celcius. Adukan itu tidak boleh bersifat asam, juga tidak bele bersifat basah,tapi harus netral.

5.Energi biomassa

Dalam sektor energi, biomassa merujuk pada bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar. Biomassa dapat digunakan secara langsung maupun tidak langsung. Dalam penggunaan tidak langsung, biomassa diolah menjadi bahan bakar. Contohnya, kelapa sawit yang diolah terlebih dahulu menjadi biodiesel untuk kemudian digunakan sebagai bahan bakar.

Sebelum mengenal bahan bakar fossil, manusia sudah menggunakan biomassa sebagai sumber energi. Misalnya dengan memakai kayu atau kotoran hewan untuk menyalakan api unggun. Sejak manusia beralih pada minyak, gas bumi atau batu bara untuk menghasilkan tenaga, penggunaan biomassa tergeser dari kehidupan manusia. Namun, persediaan bahan bakar fossil sangat terbatas;. Para ilmuwan amemperkirakan dalam hitungan tahun persediaan minyak dunia akan terkuras habis. 

 https://docs.google.com/viewer?url=http://stkip.files.wordpress.com/2011/05/modul-ilmu-alamiah-dasar2.pdf&chrome=true

PERANAN DAN DAMPAK ILMU ALAMIAH DAN TEKNOLOGI

PERANAN DAN DAMPAK ILMU ALAMIAH DAN TEKNOLOGI

A.    Peranan ilmu Alamiah dan Teknologi

Dalam kehidupan manusia dewasa ini tidak terlepas dari ilmu alamiah dan ilmu terapannya berupa teknologi, dalam berbagai bidang, misalnya ilmu kedokteran dan ilmu farmasi (Obat-Obatan) merupakan cabang dari biologi sebagai ilmu terapan, baju, celana, sepatu atau sandal, jam tangan, pensil atau pulpen yang kita pakai sehari-hari adalah hasil dari teknologi.

Peranan ilmu alamiah dan teknologi dalam kehidupan sehari-hari sangat terasa yang berperan dalam kehidupan antara lain adalah.

1.    Materi

Materi, yaitu apa saja yang mempunyai masa dan menepati ruang sedangkan energi adalah suatu tenaga yang bisa memindahkan mteri dari suatu tempat ke tempat yang lain, energi terdapat dalam berbagai bentuk, misalnya energi panas, energi cahaya, energi gerak, energi listrik, energi kimia dan sebaginya.

2.    Energi

Energi dapat dirugah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain, energi itu kekal adanya, energi listrik sangat penting bagi kehidupan manusia dan dapat diambil melalui berbagai cara antara lain :

·         PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Prinsipnya adalah energi potensial dari air danau diubah menjadi energi listrik melalui turbin yang mengerakan generator

·         PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) Prinsipnya, Mesin Diesel menggerakan generator listrik

·         PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) Prinsipnya, Reksi Nuklir menghasilkan energi panas, energi panas ini menjadi energi mekanik melelui penguapan air, turbin uap berputar menggerakan generator listrik.

MESIN-MESIN HASIL PERKEMBANGAN TEKNOLOGI

·           Mesin Bakau

·           Mesin Diesel

·           Jet

·           Roket dan Nuklir

B.    Dampak Ilmu Alamiah Dan Teknologi Bagi Kehidupan

Dampak atau efek dari ilmu alamiah dan teknologi yang telah dikembangkan manusia dalam rangka memenuhi kebutuhan sehingga lebih mudah dan menyenangkan dapat bersifat Negatif karena menimbulkan akibat sampingan, akibat negatif itu bila dibiarkan akan membawa malapetaka, oleh karena itu manusia setelah mengetahui beberapa hasil ilmu alamiah dan teknologi mencoba mengatasi juga dengan Imu Alamiah dan teknologi yang baru.

Dampak teknologi IPA terhadap kelangsungan hidup manusia meliputi hampir semua aspek kehidupan Contohnya : Sandang, Papan dan Pangan, Teknologi IPA tidak hanya meningkatkan kualitas tetapi juga kuantitas sandang dan papan, sementara untuk pangan teknologi IPA dapat meningkatkan produksi dengan diciptakannya Bibit Unggul yang berumur singkat dengan produksi yang tinggi, terhadap sumber daya alam, kemajuan teknologi memberikan sumbangan dalam mencari alternatif lain, pengganti sumber energi, yang semakin terbatas jumlanya.

Teknologi juga memberikan alternatif dalam mengelola dan memproses sumber daya alam sehingga dapat menurunkan kerusakan serta populasi yang ditimbulkan oleh peruses produksi,

Di semua bidang Industri, teknologi IPA memiliki peran yang sangat besar meskipun tidak dapat dipungkiri bahwa banyak dampak negatif yang ditimbulkannya.

Pesatnya perkembngan teknologi IPA dapat dilihat pengarunya pada transportasi dan komunikasi, jarak yang sangat jauh sudah tidak lagi merupakan kendala, semua itu dapat dijangkau dalam waktu yang singkat.

Penggunaan teknologi IPA sangatlah tergantung pada niat manusia itu sendiri, sebab di samping sangat menggantungkan dan mempermudah kegiatan manusia manusia teknologi juga dapat merupakan malapetaka bila digunakan untuk maskud yang tidak baik.

IPA dan teknologi memiliki banyak dampak positif maupun negatif bagi kelangsungan hidup manusia, beberapa dampak positifnya adalah maningkatkan kemakmuran, misalnya dengan teknologi modern dapat diperoleh bahan dasar untuk keperluan industri, mendapatkan bibit unggul memangaatkan hutan sesuai dengan jenis dan fungsinya, Mempermudah menghitung, berkomunikasi, transportasi dan sebaginya.

Dalam bidang kesehatan pun teknologi sudah sangat berperan dalam menyembuhkan, mengobati bahkan mencegah berkembangnya suatu penyakit sementara itu, dampak negatifnya dapat berupa penyempitan lapangan pekerjaan merusak lingkungan, terutama untuk teknologi Nuklir atau teknologi yang menggunakan zat Radioaktif serta juga menimbulkan beberapa penyakit baru yang sulit diobati dan berbahaya.

 https://docs.google.com/viewer?url=http://stkip.files.wordpress.com/2011/05/modul-ilmu-alamiah-dasar2.pdf&chrome=true

Alam Semesta, Materi Dan Energi

   1.    Alam Semesta

Alam semesta adalah ruang dimana di dalamnya terdapat kehidupan biotik maupun abiotik serta segala macam peristiwa alam yang dapat diungkapkan maupun yang belum dapat diungkapkan oleh manusia.

Teori Terbentuknya Alam Semesta

·        Teori Dentuman : alam semesta terbentuk karena adanya ledakan massa yang sangat hebat yang disebabkan oleh adanya reaksi inti.

·        Teori Ekspansi dan Kontraksi : galaksi dan bintang-bintang terbentuk pada saat masa ekspansi

Tata Surya

Tata surya terletak di tepi galaksi Bima Sakti dengan jarak sekitar 2,6 x 1017 km dari pusat galaksi. Tata surya mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti dengan kecepatan 220 km/detik, dan dibutuhkan waktu 225–250 juta tahun untuk untuk sekali mengelilingi pusat galaksi. Dengan umur tata surya yang sekitar 4,6 milyar tahun, berarti tata surya kita telah mengelilingi pusat galaksi sebanyak 20–25 kali dari semenjak terbentuk. Anggota tata surya yang lain, yaitu Asteroida, Komet, Meteor.

Matahari

Memiliki Garis tengah: 1.392.000 km dan massa : 331.950 massa bumi. Temperatur permukaan matahari mencapai 6.000°K, inti mencapai 15.000.000°K, bintik-bintik hingga 4.000°K, dan tekanan mencapai 400x109 atm bumi.

Bumi

Memiliki Garis tengah ekuatorial : 7.923 mil Sedangkan antarkutub 7.900 mil. Dan Berat jenis : 5,5 dan beratnya 6,6 x 1021 ton. Inti dalam bumi tebalnya 815 mil, inti luar 1.360 mil, mantel bumi 1.800 mil dan lapisan lithosfer 20 mil. Lapisan bumi yang cair disebut hidrosfer yang menutupi 71% muka bumi dengan kedalaman rata-rata 4.000 meter. Sedangkan lapisan yang berupa gas disebut atmosfer, terdiri dari troposfer setebal 10 mil. Sesudah troposfer ialah stratosfer dengan ketebalan mulai dari 10 - 50 mil. Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon yang dapat menolak datangnya sinar ultra violet berintensitas tinggi dari matahari yang dapat merusak lapisan ionosfer.

Enam lempengan utama di bumi

·        Lempengan Amerika

·        Lempengan Afrika

·        Lempengan Eurasia

·        Lempengan India

·        Lempengan Australia

·        Lempengan Pasifik

Bulan

Memiliki Garis tengah : 3476 km. Jarak antara bulan dan bumi : 354.336-404.320 km. Bulan tidak memiliki atmosfer sehingga langit di bulan berwarna hitam kelam. Temperatur di bulan pada siang hari mencapai 100°C dan pada waktu malam yang panjang, temperaturnya turun sampai -150°C.

Perubahan Iklim di Bumi

Dipengaruhi oleh sistem atmosfer dan aktivitas manusia yang mampu menghasilkan gas rumah kaca. Gas-gas tersebut berfungsi sebagai selimut bumi sehingga radiasi panas bumi tetap tertahan di bumi dan temperatur bumi makin meningkat.

Tanda-Tanda Perubahan Iklim

·        kenaikan suhu lokal

·        panas ekstrem dan/atau kekeringan

·        hujan ekstrem dan/atau angin

·        perubahan perilaku hewan dan tumbuhan

·        naiknya permukaan laut/pulau-pulau tenggelam

Akibat Perubahan Iklim

·          kenaikan suhu sangat berpengaruh di Alaska. Banyak jalan dan bangunan ambles karena tanah permafros lumer. Hilangnya es di laut saat musim panas menimbulkan erosi di kawasan yang rendah.

·          pada tahun 2003 tercatat 35.000 orang tewas akibat gelombang panas di Prancis, Italia, Belanda, Portugal, Spanyol, dan Inggris.

·          banjir terburuk sejak 50 tahun terakhir pada 2006 di “Tanduk Afrika”. Sebanyak 600 orang tewas dan ratusan ribu orang terkena dampaknya di Somalia.

·          habitat kupu-kupu di Eropa berubah dari 35 jenis kupu-kupu Eropa non-migrasi, 22 jenis memajukan jangkauan habitatnya 35-240 km ke utara pada abad ke-20, hanay ada satu jenis yang mundur ke selatan.

·          negara kepulauan seperti Maladewa di Samudra Hindia, pulau-pulau kecil di Indonesia, serta negara-negara di Samudra Pasifik terancam tenggelam akibat naiknya permukaan laut.

2.    MATERI

Materi adalah semua yang mempunyai massa dan menempati suatu ruang,baik yang berbentuk padat, cair, dan gas. Semua materi dapat dipecahmenjadi bagian yang sangat kecil yang disebut molekul. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan, sebuah molekul dapat dipecah lagimenjadi bagian lebih kecil yang disebut atom. Molekul masihmemiliki sifat-sifat materi, misalnya:

·        molekul gula adalah bagian terkecil darigula yang masih mempunyai sifat-sifat gula.

·        Molekul gula tebu dapatdipecah menjadi 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.

Atom-atom tersebut dipersatukan sedemikian rupa sehingga menjadi bentuk molekul gula. Akan tetapi, bila atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen tersebut dipersatukan kembali dengan susunan yang berbeda akan dapat membentuk molekul materi yang berbeda, misalnya alkohol atau zat pati.

Dari contoh-contoh diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa atom-atomdisebut pula unsur dasar yang menyusun suatu materi.Semua materi mempunyai sifat sendiri-sendiri. Apabila terjadi suatuperubahan karena sesuatu, sifatnya akan berubah dan sifat itu menjadi ciri bagi materi tersebut. Perubahan suatu materi dibedakan atas dua kelompok,yaitu :

   a.Perubahan materi secara fisika

adalah perubahan materi yang tidakdisertai terjadinya   materi jenis baru, misalnya:

·        Penguapan air: jika air di panaskan akan berubah menjadi uap.

·        Pembekuan air: air di dinginkan pada 0ºC menjadi es.

·        Gula di larutkan dalam air: tidak mengubah warna tetapi manis.

   Jadi, perubahan materi secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap, membeku, melarut dan menghablur.

  b.Perubahan materi secara kimia

adalah perubahan yang menghasilkansatu atau beberapa materi yang jenisnya lain, misalnya:

·        Besi berkarat: sepotong besi yang dibiarkan dalam keadaan lembab akan timbul karat yang merupakan materi baru hasil reaksi.

·        Pembakaran : sepotong kayu di nyalakan dan terbakar menghasilkan abu.

·        Magnesium pada nyala api: akan tampak kabut putih dengan sinar menyilaukan,setelah dingin tidak tampak potongan magnesium tersebut.

 3.    ENERGI

Energi atau tenaga ialah kemampuan untuk melakukan kerja yaitu usaha gerak melawan hambatan. Seseorang yang mengangkat sebuah benda ke atas, berarti melakukan usaha gerak melawan gaya tarik bumi atau gravitasi. Energi dapat memindahkan materi dari suatu tempat ke tempat lain. Bermacam-macam bentuk energi antara lain:gerak,cahaya, panas, tenaga kimia, dan tenaga atom.

Energi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Peristiwa ini disebut transformasi energi. Sebagai contoh, kayu yang dibakarmenghasilkan energi panas.Energi dapat diubah menjadi energi yang setara, tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan dan juga tidak dapat dibuat. Hal ini disebut hukumkekekalan energi. Albert Einstein mengemukakan pendapatnya tentanghukum kekekalan materi dan energi, bahwa pada waktunya orang dapatmengubah unsur menjadi energi dan sebaliknya energi menjadi unsur kembali. Para ahli menegaskan pendapat Einstein dengan 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.

·     Pada proses I : Sinar matahari ditangkap oleh daun tumbuh-tumbuhan,dikumpulkan dalam bentuk kayu dan biomassa sebagai kayu bakar ataubiomassa yang dapat dimanfaatkan oleh manusia.

·     Pada proses II : menunjukkan pada radiasi surya yang memanasiatmosfer, sehingga terjadi perpindahan udara berupa angin dan arus pancar.

·     Pada proses III : lautan dipanaskan, terjadi dua hal, yang pertama air naiksebagai uap menjadi awan dan turun lagi ke bumi dalam bentuk hujan.Hujan yang turun di gunung dan air mengalir di sungai merupakan potensi tenaga air. Kedua, lautan dipanaskan, lapisan laut sebelah atas lebih panas daripada lapisan bawah. Panas ini merupakam potensi energi yang dpapat di manfaatkan dengan cara konversi energi panas laut.

·     Pada proses IV: panas matahari dimanfaatkan secara langsung seperti menjemur pakaian, menjemur ikan kering, dll.

·     Pada proses V, VI, dan VII: pemanfaatan panas matahari di lakukan dengan kolektor buatan manusia, di maksud sebagai alat untuk penangkapan dan pengumpul sinar matahari.

Jenis- Jenis Energi

a.Energi Sinar Matahari Pada proses fotosintesis yang dilaksanakan oleh klorofil daun, terjadi pembentukan gula dari air dan gas asam arang. Pada peristiwa ini terjadi pembentukan zat organik dari zat-zat organik yang disebut asimilasi karbon sebagai berikut :

6 H₂O + 6CO_{2 sinar matahari}     C₆H₁₂O₆ + 6O₂

b.Energi KimiaDalam reaksi kimia tiap atom sifatnya tetap, yang berubah hanya pasangan atom dalam bentuk molekul baru.

c.Energi Magnet Pada zaman dahulu, orang-orang magnesia di Turki telah mengenal “batu ajaib” yang dapat menarik sepotong besi. Mereka heran pula apabila batu ajaib digantung pada seutas tali akan mengambil sikap utara selatan.Pada abad XX orang-orang Cina menggunakan batu ajaib sebagai kompasdalam dunia pelayaran. Batu tersebut dibawa dari Magnesia, namun namatempat di Asia Kecil itu dipatrikan sebagai nama magnet.

d.Energi Listrik Benda-benda di alam mengandung muatan listrik yang terjadi sebagai akibat gesekan benda-benda tersebut. Saat udara sangat kering, pada beberapabenda dapat terjadi penimbunan muatan listrik. Dalam keadaan lembab muatan listrik dapat dinetralisir oleh uap air yang membawa pergi.

e.Energi NuklirInti atom (nukleus) mengandung proton dan neutron yang terikat satu samalain. Proton bermuatan positif, sedang neutron tidak bermuatan dan disekelilingnya bergerak electron yang bermuatan negatif. Proton dan neutronterikat kuat oleh timbunan tenaga ikat. Enrico Fermi dari Italia secara kebetulan berhasil memecahkan inti atom dan menghasilkan tenaga yangluar biasa besarnya dalam bentuk radiasi. Tenaga yang sangat kuat tersebutmerupakan kumpulan energi yang disebut energi nuklir.