Tugas 7 Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

 Energi “LISTRIK” Paling Berperan Dalam Kehidupan Manusia

Energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu usaha. Terdapat berbagai macam jenis energi, salah satunya adalah energi listrik. Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik atau energi yang tersimpan dalam arus listrik dengan satuan amper (A) dan tegangan listrik dengan satuan volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan Watt (W) yang dapat digunakan untuk penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain.

Sampai saat ini energi listrik terus memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Dapat dikatakan pula bahwa saat ini listrik telah menjadi sumber energi utama dalam setiap kegiatan, baik dalam kegiatan rumah tangga maupun dalam kegiatan industri.

Ketergantungan manusia saat ini sangat besar terhadap kehadiran energi listrik. Hal ini dapat dikatakan karena pada saat ini seluruh aspek kehidupan manusia ditunjang oleh keberadaan listrik.

Energi listrik dihasilkan dari proses pengubahan energi gerak putaran generator. Sumber energi yang digunakan untuk memutar generator dapat diperoleh dari uap yang dihasilkan dari pembakaran sumber energi fosil, seperti minyak bumi, batubara dan gas atau bisa juga dari aliran air atau aliran udara. Energi listrik disebut juga sebagai energi sekunder karena energi listrik dihasilkan dari proses pengubahan energi lain yang tersedia di alam.

Energi listrik yang dihasilkan tentu saja tidak dimanfaatkan secara langsung oleh manusia. Energi listrik diubah menjadi beberapa bentuk energi lain sebelum dimanfaatkan. Misalnya, energi listrik menjadi energi cahaya yang dapat menghasilkan cahaya pada lampu, lalu adapula energi listrik yang diubah menjadi energi panas yang kemudian dapat menghasilkan panas pada setrika dan kompor listrik.

Semua orang mengetahui bahwa dengan menggunakan energi listrik dapat menghasilkan berbagai macam bentuk energi. Kemajuan teknologi membuat beberapa peralatan listrik menjadi lebih efektif dan efisien. Indonesia adalah negara yang kaya akan sumber energi, namun untuk kondisi kapasitas listrik yang terpasang sangatlah rendah jika dibandingkan dengan negara-negara lainnya. Padahal Indonesia merupakan negara dengan jumlah penduduk peringkat ke-4 terbanyak di dunia.

Meskipun energi listrik merupakan energi yang sangat berperan dalam kehidupan manusia di dunia, tidak ada salahnya jika manusia menghemat energi listrik. Karena dengan menghemat energi listrik, dapat diperoleh beberapa manfaat seperti produksi CO₂ semakin berkurang, bumi akan semakin hijau, serta beban hutan akan lebih ringan, dan masih banyak lagi manfaat yang dapat diperoleh dengan menghemat energi listrik.

Tugas 6 Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

Penemuan Senyawa Baru "COOL BLUE" yang Berguna Bagi Kehidupan Manusia

Penemuan Cool Blue secara tidak sengaja ditemukan team ilmuwan dari Oregon State University, seperti yang dirilis dalam website resmi mereka “New Compound Could Become ‘Cool Blue’ for Energy Efficiency in Buildings ” awal Juni 2012.

Belakangan ini, para ahli kimia di OSU telah menemukan senyawa baru berdasarkan pada unsur mangan. Senyawa tersebut ternyata sangat aman untuk diproduksi, lebih tahan lama, dan sebaiknya menuntun pada pigmen (zat warna) biru yang ramah lingkungan ketimbang sesuatu yang digunakan sekarang ini atau di waktu lampau. Senyawa itu dapat bertahan pada suhu yang teramat sangat tinggi dan tidak memudar setelah seminggu di cairan asam. Pingmen biru memiliki karakteristik yang tidak biasa dalam merefleksikan panas. Penemuan ini disebut “Cool Blue”, senyawa penting dalam pendekatan baru dalam menghemat energi bangunan. Temuannya telah dipublikasikan pada Jurnal American Chemical Society dan hak patennya telah dilaksanakan terhadap komposisi persenyawaan dan proses yang digunakan untuk menciptakannya. Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation.

Potensi senyawa kimia Cool Blue digunakan untuk membantu mengurangi penyerapan energi panas pada atap dan dinding bangunan. Salah satu bidang yang berkembang dan cukup menarik perhatian untuk digunakan di daerah hangat, di mana pendinginan merupakan biaya besar. Saat ini senyawa kimia Cool Blue sedang dikembangkan dan dipertimbangkan sebagai aplikasi komersial. Seorang penemu senyawa, yaitu Subramanian selaku profesor kimia Oregon State University mengatakan bahwa pigmen Cool Blue memiliki reflektifitas panas inframerah sekitar 40 persen, secara signifikan lebih tinggi dari pigmen paling biru yang sekarang digunakan.

Para peneliti mengatakan bahwa apa yang telah terjadi adalah pada suhu 1,200 derajat centigrade – hampir 2,000 derajat Fahrenheit – mangan oksida lain yang tidak berbahaya ini berubah menjadi senyawa warna biru yang hidup dan dapat digunakan untuk membuat sebuah pigmen (zat warna) yang mampu menolak panas dan asam, ramah lingkungan, dan murah untuk diproduksi dari mineral yang telah siap tersedia. Pigmen (zat warna) biru terbaru  dan kemungkinan yang terbaik  pada sejarah dunia telah lahir, sampai dengan ion unsur mangan telah di bentuk pada sebuah ketidak laziman “trigonal bipyramidal coordination” dalam keadaan panas yang teramat sangat.

Pigmen ini pada akhirnya mungkin bermanfaat di semua hal dari printer inkjet sampai bidang automobil, seni atau cat rumah, jelas para peneliti. Cat biru yang digunakan untuk merefleksikan bagian-bagian signifikan dari energi panas matahari, dengan demikian akan mengurangi biaya pendinginan dan nantinya akan menjadi tren baru yang penting dalam konstruksi ‘ramah lingkungan’ serta efisiensi energi. Lapisan reflektif yang lebih estetis akan mengalami penurunan panas, mengurangi panas dari efek polusi (seperti rumah kaca) di kota, lebih rendah dalam konsumsi energi, dan mengurangi polusi udara karena dapat menurunkan penggunaan energi dan emisi pembangkit listrik. Ilmuwan yakin dapat memberikan kontribusi untuk solusi efisiensi energi baru di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun kedepan, teknologi efisiensi energi Cool Blue kemungkinan besar akan digunakan dalam konstruksi bangunan dan kendaraan.

Tugas 5 Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

Bioteknologi yang Berkaitan Dengan Perkembangbiakan Hewan

                                                                            

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari tentang pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Sedangkan bioteknologi hewan adalah bioteknologi yang menggunakan agen hayatinya berupa hewan dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dalam bidang peternakan, bioteknologi dimanfaatkan untuk menghasilkan vaksin, antibodi, pakan bergizi tinggi, dan hormon pertumbuhan. Contoh vaksin untuk ternak yaitu vaksin untuk penyakit mulut dan kuku pada mamalia, vaksin NCD untuk mengobati penyakit tetelo pada unggas, dan vaksin untuk penyakit flu burung.

Beberapa metode bioteknologi pada hewan antara lain :

1.     Inseminasi Buatan dan Seksing Sperma

Inseminasi buatan adalah cara untuk memasukkan sperma hewan jantan ke dalam organ reproduksi betina dengan menggunakan alat tertentu. Nama lain dari inseminasi buatan ini adalah kawin suntik.

Tujuan utama dari teknik ini ialah memaksimalkan potensi pejantan berkualitas unggul. Sperma dari satu pejantan berkualitas unggul dapat digunakan untuk beberapa ratus bahkan ribuan betina, meskipun sperma tersebut harus dikirim ke suatu tempat yang jauh.

Jenis kelamin anak pada hewan yang menggunakan teknik ini dapat ditentukan dengan memanfaatkan teknologi seksing sperma X dan sperma Y. Terdapat dua teknik yang umum dipakai untuk seksing sperma, yaitu separasi albumin yang menghasilkan 75 sampai 80 persen sperma Y dan filtrasi sephadex yang menghasilkan 70 hingga 75 persen sperma X. Perubahan proporsi sperma X atau Y akan menyebabkan peluang untuk memperoleh anak dengan jenis kelamin yang diharapkan lebih besar.

Tujuan dilakukannya inseminasi buatan ini adalah sebagai berikut :

·      Meningkatkan kualitas keturunan.

·      Memudahkan pengaturan proses perkawinan.

·      Menghindari kelangkaan hewan jantan yang termasuk bibit unggul.

·      Meningkatkan tingkat reproduksi hewan.

2.     Transfer Embrio

Transfer embrio merupakan teknologi yang memungkinkan induk betina unggul untuk memproduksi anak dalam jumlah banyak tanpa harus bunting dan melahirkan.

Pada teknik ini, betina unggul tidak perlu bunting tetapi hanya menghasilkan embrio yang selanjutnya dapat ditransfer pada induk titipan (resipien) dengan kualitas yang tidak perlu bagus tetapi memiliki kemampuan untuk bunting.

Kelebihan dari Transfer Embrio adalah sebagai berikut :

·   Pada proses reproduksi alami, betina hanya bisa bunting sekali dalam waktu satu tahun dan hanya mampu menghasilkan 1 anak (atau 2 anak bila terjadi kembar). Sedangkan menggunakan teknologi transfer embrio, betina unggul tidak perlu bunting dan menunggu satu tahun untuk menghasilkan anak.

·      Embrio yang digunakan pada teknologi transfer embrio dapat berupa embrio segar atau embrio beku (freezing embrio). Embrio beku efisien untuk dipakai karena dapat disimpan lama sebagai stok. Sedangkan embrio segar hanya dapat ditransfer pada saat produksi di lokasi yang berdekatan dengan donor.

·  Perbaikan mutu genetik transfer embrio lebih efisien daripada dengan inseminasi buatan karena perbaikan mutu genetik pada inseminasi buatan hanya berasal dari pejantan unggul. Sedangkan perbaikan mutu genetik pada transfer embrio, sifat unggul dapat berasal dari pejantan dan induk yang unggul.

3.     Kloning

Kloning adalah upaya reproduksi hewan secara aseksual (tanpa kawin) yang menghasilkan turunan dengan komposisi genetik yang identik. Dalam bioteknologi, kloning merujuk pada berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk menghasilkan salinan berkas DNA atau gen, sel, atau organisme.

Kloning dilakukan dengan cara mengambil inti sel  pendonor yang kemudian ditanamkan ke dalam ovum lain yang nukleusnya telah dikosongkan.

Teknik ini melibatkan dua pihak, yaitu donor sel somatis (sel tubuh) dan donor ovum (sel gamet). Meskipun pada proses ini kehadiran induk betina adalah hal yang mutlak serta tidak mungkin dihindari, tetapi pada proses tersebut tidak ada fertilisasi dan rekombinasi (perpaduan) gen dari induk jantan maupun induk betina. Ini mengakibatkan anak yang dihasilkan memiliki sifat yang sama persis dengan induk donor sel somatis.

4.     Hewan Transgenik

Hewan transgenik merupakan hewan yang diinjeksi dengan DNA dari hewan lain. Transformasi gen tersebut umumnya berasal dari spesies yang sama, tetapi dapat juga berasal dari spesies berbeda yang dilakukan terhadap embrio sebelum hewan transgenik tersebut dilahirkan. Transformasi genetik diharapkan menyebabkan mutasi spontan sehingga genetik dari hewan yang ditransformasi termodifikasi sesuai dengan gen yang diharapkan muncul sebagai performans.

Teknologi transgenik pada hewan dilakukan dengan cara penyuntingan fragmen DNA secara mikro ke dalam sel telur yang telah mengalami pembuahan. Transgenik mengatasi kekurangan praktek pembiakan satwa secara klasik yang membutuhkan waktu lama untuk modifikasi genetik.

Tugas 4 Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

GEJALA RUMAH KACA

                                                                            

Efek rumah kaca merupakan gejala atau kondisi dimana suhu dari sebuah permukaan benda langit seperti planet dan bintang meningkat secara drastis yang disebabkan oleh adanya perubahan kondisi dari komposisi serta keadaan atmosfer yang mengelilingi benda langit tersebut. Pengertian efek rumah kaca ini diusulkan pertama kali oleh Joseph Fourier pada tahun 1824. Menurutnya, semua planet yang ada dilintasan tata surya memiliki efek rumah kaca sehingga tidak hanya bumi saja yang memiliki kondisi tersebut.

Gejala meningkatnya suhu dari sebuah permukaan benda langit ini disebut efek rumah kaca karena diumpamakan dengan fenomena yang terjadi di dalam rumah kaca. Pada rumah kaca, sinar matahari dapat dengan mudah masuk ke dalamnya dan sebagian sinar matahari tersebut digunakan oleh tumbuhan serta sebagian lagi dipantulkan kembali ke arah kaca. Sinar yang dipantulkan ini tidak dapat keluar dari rumah kaca dan mengalami pemantulan berulang-ulang. Energi yang dihasilkan meningkatkan suhu rumah kaca sehingga rumah kaca menjadi panas.

Di bumi, radiasi panas yang berasal dari matahari ke bumi diumpamakan seperti menembus dinding kaca pada rumah kaca. Radiasi panas tersebut tidak dapat diserap seluruhnya oleh bumi. Sebagian radiasi dipantulkan oleh benda-benda yang berada di permukaan bumi ke ruang angkasa. Radiasi panas yang dipantulkan kembali ke ruang angkasa merupakan radiasi inframerah. Sebagian radiasi inframerah tersebut dapat diserap oleh gas penyerap panas atau yang disebut dengan gas rumah kaca. Gas penyerap panas yang paling penting di atmosfer adalah H₂O dan CO₂. Seperti kaca pada rumah kaca, H₂O dan CO₂ tidak dapat menyerap seluruh radiasi inframerah sehingga sebagian radiasi tersebut dipantulkan kembali ke bumi. Keadaan inilah yang menyebabkan suhu di permukaan bumi meningkat atau yang disebut dengan pemanasan global (global warning).

Efek rumah kaca disebabkan karena meningkatnya konsentrasi gas karbon dioksida (CO₂) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO₂ ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan dan laut untuk menyerapnya. Energi yang masuk ke Bumi, 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer, 25% diserap awan, 45% diserap permukaan bumi, dan 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi.

Energi yang diserap, dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO₂ serta gas lainnya untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan dan dengan adanya efek rumah kaca tersebut, perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

Yang dapat menimbulkan efek rumah kaca selain gas CO₂ adalah belerang dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO₂) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan Chlorofluorocarbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

Beberapa faktor yang menyebabkan efek rumah kaca adalah sebagai berikut :

·      Penggundulan Hutan

Penggundulan hutan memicu peningkatan jumlah karbon dioksida di atmosfer.

Penggundulan menyebabkan tidak adanya tumbuhan yang dapat menyerap karbondioksida yang digunakan dalam proses fotosintesis.

Penggundulan hutan terjadi akibat kebutuhan lahan untuk perumahan, pertanian, dan berbagai macam infrastruktur yang terus meningkat.

·      Bahan Bakar Fosil

Gas rumah kaca juga bisa dilepas ke atmosfer karena pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak, batubara, dan gas.

Gas hasil pembakaran bahan bakar fosil berkontribusi terhadap penambahan gas rumah kaca yang pada gilirannya memicu pemanasan global.

·      Peralatan Listrik

Hasil karya manusia lain yang memicu peningkatan efek rumah kaca adalah pemakaian peralatan listrik.

Contoh peralatan listrik penghasil gas rumah kaca adalah lemari es. Lemari es model lama menggunakan gas yang dikenal sebagai Chlorofluorocarbon (CFC).

Gas CFC yang terlepas ke atmosfer dapat berperan sebagai gas rumah kaca yang memicu peningkatan suhu bumi.

·      Pertumbuhan Penduduk

Pertumbuhan penduduk merupakan kontributor tidak langsung dan salah satu penyebab utama efek rumah kaca.

Dengan meningkatnya populasi terjadi pula peningkatan berbagai kebutuhan.

Hal ini dapat meningkatkan produksi dan proses industri yang menyebabkan peningkatan pelepasan gas industri yang mengkatalisis efek rumah kaca.

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang, akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO₂ di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi yang diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.

Terganggunya fungsi hutan dalam menyerap partikel bebas seperti CO₂ yang ada di udara juga merupakan akibat dari efek rumah kaca. Senyawa tersebut tidak tersaring dan mencemari lingkungan serta merusak atmosfer bumi.

Mengapa ketika mendung, udara terasa panas? Karena radiasi yang dipancarkan oleh matahari menuju ke bumi sebagian diserap oleh bumi dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke luar angkasa. Radiasi matahari yang dipantulkan kembali tersebut tidak masuk ke bumi melainkan hanya sampai ke lapisan atmosfer saja. Akan tetapi, sebagian radiasi matahari yang dipancarkan kembali keluar angkasa (berupa gelombang panjang) itu terhalang oleh awan (mendung), sehingga radiasi matahari yang seharusnya menuju luar angkasa akan kembali menuju bumi dan udara pada saat itu akan terasa panas. Proses ini hampir sama dengan proses pemanasan global, di mana gas rumah kaca yang menyebabkan memanasnya suhu di bumi.

Beberapa hal yang dapat dilakukan guna memperlambat efek rumah kaca adalah sebagai berikut :

·      Mengurangi produksi gas emisi kendaraan.

·      Mengurangi pemakaian senyawa CFC pada lemari es dan pendingin ruangan.

·    Membudayakan gerakan menanam pohon dan penghijauan. Karena menanam pohon merupakan perangkat paling efektif sebagai penyaring udara kotor.