Energi Panas dan Energi Bunyi

Energi adalah sebuah konsep yang sukar di pahami. Ia tidak memiliki bentuk fisik. Kita hanya mengetahui bahwa ia ada karena kita dapat melihat akibatnya, dan kita hanya menilainya atas apa yang  dapat dikerjakannya bagi kita. Para ilmuwan mendefinisikan energi sebagai kemampuan melakukan kerja. Hukum kekekalan energi berbunyi sebagai berikut: "Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain." Berikut ini beberapa contoh energi yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari.

A. Energi Panas

Energi panas adalah segala kemampuan yang terjadi akibat adanya pengaruh panas. Matahari merupakan sumber energi utama pada bumi. Panas merupakan salah satu bentuk energi yang penting bagi makhluk hidup. Energi panas sering disebut kalor.  

1. Sumber Energi Panas

Semua benda yang dapat menghasilkan panas disebut sumber energi panas. Gesekan dua buah benda dapat menimbulkan energi panas. Dua telapak tangan yang saling bergesekan dapat menghasilkan panas. Panas dapat ditimbulkan karena gesekan terus menerus. Makin kasar permukaan benda yang digesekan, semakin cepat panas. Energi panas  dapat timbul dari api., untuk membuat api  membutuhkan bahan bakar dan udara.

Sementara itu, dua batu yang digesekkan satu sama lain juga dapat menghasilkan panas.  Lama-kelamaan akan muncul percikan api dari kedua batu tersebut. Api ini dapat digunakan sebagai sumber api.  Cara seperti ini masih sering dilakukan oleh orang-orang yang tersesat di dalam hutan. 

Matahari merupakan sumber energi panas terbesar di muka Bumi. Bumi menjadi hangat karena adanya energi panas matahari. Panas matahari membuat suhu udara di Bumi sesuai untuk kehidupan. Panas matahari ini banyak dimanfaatkan oleh manusia. Di antaranya untuk mengeringkan pakaian. Panas matahari juga untuk mengeringkan bahan-bahan makanan. Bahan makanan tersebut seperti ikan asin, kerupuk, dan garam. Seiring dengan perkembangan teknologi, panas matahari telah banyak dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik.

Panas suatu benda dapat diukur. Derajat panas suatu benda dinyatakan dengan suhu yang diukur dengan termometer. Jadi, termometer dapat menunjukkan suhu benda. Benda yang panas mempunyai suhu yang tinggi.  

Cara Menggunakan Termometer

Termometer berisi zat cair (raksa) yang akan mengembang jika terkena panas. Sebelum digunakan termometer harus digoyang-goyangkan dahulu. Hal ini bertujuan agar zat cair kembali ke wadahnya semula. Setelah itu, gunakan penjepit kayu untuk memegang batang termometer. Tempatkan termometer pada benda yang ingin diukur suhunya. Usahakan bagian yang bersentuhan dengan benda yang diukur suhunya berupa wadah zat cair pengisi termometer.

2. Sifat-Sifat Energi Panas

Sifat-sifat energi panas anatra lain sebagai berikut :

1. Tidak dapat dilihat

2. Tidak dapat didengar

3. Tidak mempunyai bau

4. Dapat berpindah ke tempat lain

Selain memiliki sifat-sifat energi secara umum energi panas juga memiliki sifat khusus. Ketika kita berada di dekat kompor, kita merasa hangat. Ketika kita menjauh dari kompor panasnya akan berkurang. Hal ini menunjukkan bahwa panas mempunyai sifat dapat berpindah ke tempat lain. Semakin dekat dengan sumber panas, panas yang berpindah ke tubuh kita semakin banyak. Semakin menjauhi sumber panas, semakin sedikit pula panas yang berpindah ke tubuh kita.

Perpindahan panas dari satu benda ke benda lain terjadi apabila terdapat perbedaan suhu di antara kedua benda tersebut. Panas berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpindahan ini berlangsung terus-menerus hingga kedua benda memiliki suhu yang sama. Misalnya apabila kamu membuat teh panas dan menuangkannya ke dalam cangkir. Apabila air teh tersebut dibiarkan, lama-kelamaan air teh yang semula panas menjadi dingin, sesuai dengan suhu lingkungan. Hal ini karena panas telah dipindahkan dari cangkir ke lingkungannya.

Proses perpindahan panas dibedakan menjadi tiga yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. 

• Konduksi yaitu perpindahan panas melalui benda padat. Perpindahan panas tersebut tidak diikuti oleh perpindahan bagian-bagian benda. Biasanya  perpindahan panas yang terjadi pada logam;
• Konveksi merupakan perpindahan panas pada benda yang mengalir. Perpindahan panas tersebut selalu diikuti perpindahan bagian-bagian benda.
• Sementara itu, radiasi merupakan proses perpindahan panas yang berasal dari sumbernya dengan cara dipancarkan.

Pada konduksi dan konveksi panas dapat berpindah jika ada penghantar panas. Penghantar panas dapat dibedakan menjadi dua, yaitu konduktor dan isolator. Konduktor merupakan benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik. Sementara itu, isolator merupakan benda yang tidak dapat atau sulit menghantarkan panas. 

Sifat energi panas yang lain yaitu dapat membuat zat atau benda memuai. Memuai artinya bertambah besar secara sementara. Setelah dingin, ukuran zat atau benda tersebut kembali seperti semula.

B. Energi Bunyi

Energi bunyi adalah segala kemampuan yang terjadi akibat adanya pengaruh bunyi. Bunyi adalah getaran di udara. Benda yang bergetar akan menghasilkan bunyi. Saat berbicara kita mengeluarkan bunyi. Suara musik atau lagu-lagu dari radio, tape, dan tv juga merupakan bunyi. Semua bunyi itu dihasilkan oleh suatu sumber bunyi.

1. Sumber Energi Bunyi

Sumber energi bunyi ada bermacam-macam. Benda-benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Kita juga dapat menghasilkan bunyi karena mempunyai pita suara. Ketika kita bercakap-cakap pita suara yang ada di dalam tenggorokan bergetar.

Alat-alat musik juga merupakan sumber bunyi. Ada bermacam-macam cara untuk memainkan alat musik agar berbunyi. Sebagai contoh gitar dan kecapi. Alat ini dapat menghasilkan bunyi jika dawainya dipetik. Seruling dan terompet jika ditiup akan menghasilkan bunyi. Gendang dan drum akan menghasilkan bunyi ketika dipukul.

Resonansi adalah bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain. Sebagian besar alat musik dilengkapi resonator. Resonator merupakan ruang udara yang berfungsi untuk memperkuat bunyi. Alat musik yang dilengkapi resonator antara lain gitar dan biola. Ketika senar pada gitar dipetik, akan terjadi getaran pada senar tersebut. Adanya getaran senar menyebabkan bergetarnya udara di dalam kotak gitar. Peristiwa ini disebut resonansi. Resonansi inilah yang menyebabkan bunyi menjadi lebih kuat.

Bunyi akan terdengar kuat ketika kita berada di dekat sumber bunyi. Bunyi terdengar semakin melemah jika kita menjauhi sumber bunyi. Bunyi yang dihasilkan berbagai benda ada yang kuat, lemah, melengking, atau bernada rendah.  

Untuk membuktikan adanya getaran dapat dilakukan dengan kegiatan berikut. Letakkan penggaris plastik yang salah satu ujungnya di atas meja dan pegang dengan tangan kirimu. Biarkan ujung yang lain bebas di udara. Tekanlah menggunakan jari telunjuk pada bagian ujung penggaris yang bebas. Setelah itu, lepaskan jari telunjuk, terlihat ujung panggaris tersebut bergetar. Penggaris akan bergetar ke atas dan ke bawah berulang kali. Jarak yang ditempuh oleh ujung penggaris dari A ke B dan dari A ke C disebut simpang getar. Simpang getar terbesar dari benda yang bergetar disebut amplitudo. Amplitudo adalah simpangan terbesar dari kedudukan setimbang, satuannya desibel (dB).  Amplitudo inilah yang mempengaruhi keras lemahnya bunyi. Bunyi yang keras dihasilkan oleh benda-benda yang amplitudo getarannya besar. Demikian sebaliknya, bunyi lemah dihasilkan oleh benda yang amplitudo getarannya kecil.

Perhatikan lagi gambar getaran pada penggaris. Satu kali gerakan dari A ke B kemudian B ke A dan A ke C disebut satu getaran. Banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik disebut frekuensi. Satuannya frekuensi adalah Hertz (Hz). Suatu benda bergetar dengan frekuensi rendah akan menghasilkan bunyi yang rendah. Getaran berfrekuensi tinggi akan menghasilkan bunyi yang tinggi atau melengking.

Berdasarkan kuat lemahnya atau frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi tiga jenis.

a. Infrasonik

Infrasonik adalah bunyi yang sangat lemah. Jumlah getaran bunyinya kurang dari 20 getaran per detik. Kita tidak dapat mendengarkan bunyi ini. Hanya hewan-hewan seperti jangkrik, angsa, dan anjing yang dapat mendengarkannya.

b. Audiosonik

Audiosonik adalah jenis bunyi yang dapat kita dengar. Jumlah getaran bunyinya berkisar antara 20 sampai 20.000 getaran per detik.

c. Ultrasonik

Ultrasonik adalah bunyi yang sangat kuat, di atas audiosonik. Jumlah getaran bunyinya lebih dari 20.000 getaran per detik. Bunyi ini juga tidak dapat kita dengar. Hewan yang dapat menangkap bunyi ini, misalnya kelelawar dan lumba-lumba.

2. Sifat-Sifat Energi Bunyi

Energi bunyi mempunyai sifat dapat berpindah ke tempat lain dengan cara merambat melalui media tertentu. Selain itu, bunyi juga dapat dipantulkan dan dapat diserap.

a. Bunyi Dapat Merambat Melalui Zat Padat, Zat Cair, dan Gas

Getaran bunyi merambat dalam bentuk gelombang. Oleh karena itu, bunyi yang merambat disebut gelombang bunyi. Gelombang bunyi dapat merambat melalui zat padat, cair, dan gas. Perambatan berlangsung paling cepat melalui udara. Gelombang bunyi tersebut mirip seperti gelombang air. 

Jika kita melempar kerikil ke dalam air yang tenang, terbentuklah gelombang air. Berdasarkan kejadian tersebut dapat disimpulkan bahwa bunyi merambat ke segala arah. Ketika lonceng sekolah berbunyi, bunyi lonceng merambat melalui udara. Udara merupakan benda gas. Pada saat lonceng bergetar, getarannya mendorong molekul udara di sekitarnya. Molekul udara ini kemudian menabrak lebih banyak molekul udara lainnya sehingga gelombang bunyi dapat berpindah tempat. Ketika gelombang bunyi mencapai telinga kita, terdengarlah bunyi. 

• Perambatan bunyi melalui benda padat, Bunyi dapat merambat melalui benda padat. Perambatan bunyi melalui benda padat dapat kamu gunakan untuk membuat mainan. Misalnya membuat mainan telepon-teleponan. Pada waktu bermain telepon-teleponan bunyi merambat melalui benang menuju ke telinga kita.
• Perambatan bunyi melalui benda cair, bunyi juga dapat merambat melalui benda cair. Ketika dua batu diadu di dalam air, bunyi yang ditimbulkan dapat kita dengar. Hal itu menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat cair. Sifat bunyi yang dapat merambat melalui zat cair dimanfaatkan oleh tim SAR untuk mencari dan menolong kecelakaan yang terjadi di tengah lautan. Adanya sifat itu, komunikasi antara orang yang ada di atas kapal dan penyelam dapat dilakukan sehingga pencarian korban dapat berjalan lancar.
• Perambatan bunyi melalui gas, Udara merupakan benda gas. Kita dapat mendengar suara orang berbicara dan burung berkicau karena getaran suara itu masuk ke telinga kita. Hal itu menunjukkan bahwa suara dapat merambat melalui udara. Demikian juga halnya pada guntur. Pada saat hari mendung, kita sering mendengar guntur. Guntur dapat kita dengar karena getaran suaranya masuk ke telinga kita setelah merambat melalui udara.

Bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa. Hal ini dapat ditunjukkan dengan sebuah bel listrik yang diletakkan di dalam wadah yang hampa udara. Jika disembunyikan, bunyi bel dapat kita dengar. Namun, jika udara dalam wadah yang udaranya dikeluarkan, bunyi bel tidak terdengar walaupun bel itu digetarkan terus menerus. Bunyi juga memerlukan waktu tertentu untuk menempuh suatu jarak. Namun, cepat lambat bunyi akan berubah apabila melalui medium yang berbeda. Makin rapat atau padat medium perantara, cepat rambat bunyi makin besar. Dengan kata lain, cepat rambat bunyi tergantung pada jenis medium yang dilaluinya.

b. Bunyi Dapat Diserap dan Dipantulkan

Ketika merambat ke tempat lain, bunyi dapat mengenai benda-benda di sekitarnya. Bunyi yang mengenai permukaan suatu benda dapat dipantulkan ataupun diserap. Jika bunyi mengenai dinding, akan dipantulkan. Oleh karena itu, bunyi tersebut mengalami pemantulan. Biasanya benda yang keras, rapat, dan mengkilat bersifat memantulkan bunyi.

Sifat-sifat bunyi pantul adalah sebagai berikut :

• Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)
• Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar kurang jelas atau tidak sejelas bunyi aslinya. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter. Gaung dapat terjadi di dalam gedung bioskop, gedung konser, atau gedung pertemuan. Oleh karena itu, untuk meniadakan gaung pada gedung bioskop atau gedung pertemuan perlu dipasangi bahan peredam bunyi. 
• Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli, gema terdengar jelas seperti bunyi aslinya  Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter. Gema akan terjadi jika kita berteriak di tengah-tengah stadion sepak bola atau di lereng bukit. Jenis bunyi pantul lain adalah bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli. Sifat bunyi pantul ini yaitu memperkuat bunyi asli. Contohnya suara kita ketika bernyanyi di dalam kamar mandi.

Beberapa manfaat gelombang bunyi dalam hal ini adalah pantulan gelombang bunyi adalah

• dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut disini yang digunakan adalah bunyi ultrasonik
• mendeteksi janin dalam rahim, biasanya menggunakan bunyi infrasonik
• mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain.
• diciptakannya speaker termasuk manfaat dari bunyi audiosonik.

Bunyi radio yang terlebih dahulu mengenai stirofoam akan terdengar lebih lemah. Lemahnya bunyi ini terjadi karena sebagian bunyi itu diserap. Umumnya benda atau bahan yang berpori bersifat menyerap bunyi. Benda lain yang dapat menyerap bunyi yaitu karpet. Benda-benda yang dapat menyerap bunyi dinamakan peredam bunyi. Bahan-bahan ini banyak dipasang pada dinding sebelah dalam ruangan studio musik ataupun studio rekaman. Dengan dilapisi peredam bunyi, suara musik yang keras tidak terdengar dari luar studio. Selain itu, pemasangan peredam bunyi juga untuk menghindari terjadinya gaung.