Kisah Hidup Baterai

indovapor.com

Dewasa ini hampir semua perlatan yang kita pakai menggunakan baterai sebagai sumber tenaganya. Mulai dari handphone, laptop, kamera, senter, jam, kalkulator, bahkan rokok sekalipun (tentunya rokok elektrik) semua menggunakan baterai. Pasti didalamnya ada cukup banyak listrik, namun bagaimana caranya benda sekecil itu bisa menyimpan listrik?

Sebenarnya, baterai tidak menyimpan listrik, lebih tepat dikatakan jika baterai menyimpan bahan kimia yang mengandung potensi untuk menghasilkan listrik. Bahan kimia tersebut disimpan dengan cara yang sedemikian rupa sehingga tidak akan bereaksi hingga kita memasang baterai pada peralatan kita  dan menyalakan saklarnya.

Reaksi kimia yang terjadi dalam tubuh si baterai biasa disebut dengan istilah reaksi redoks (reduksi–oksidasi). Sebenarnya, reaksi redoks ini sangat mudah kita jumpai di sekitar kita, misal proses perkaratan yang terjadi pada pagar besi, seng pada atap rumah serta besi-besi tua  yang teronggok di gudang rumah kita. Kita tidak dapat mengetahui listrik yang dihasilkan karena listrik itu diserap oleh atom-atom tertentu sesaat setelah diproduksi oleh atom-atom yang lain. Untuk kasus sebuah baterai, yang telah kita lakukan adalah mengendalikan reaksi-reaksi kimia sedemikian rupa sehingga kita dapat memanen listrik yang dihasilkan tiap kali kita membutuhkannya. Sebelum melangkah lebih lanjut, mari kita kenali dulu apa itu listrik.

Arus listrik adalah aliran elektron-eletron yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik. Sedangkan elektron itu sendiri adalah partikel bermuatan listrik negaif yang berada pada kulit atom. Elektron-elekton ini hanya mau bergerak ketika mendapat pemicu, misalnya dalam hal ini adalah  baterai. Pada saat itu, elektron dari atom A akan dilepas kemudian diterima atom B, lalu atom B harus rela melepas elektron untuk diterima ke atom C, begitu seterusnya.

Ketertarikan suatu atom dalam menyerahkan atau menerima suatu elektron berbeda satu sama lain. Ada atom yang hanya mau melepas satu atau dua eletron, sementara atom yang lain ada yang enggan melepas elektron miliknya bahkan ada yang mau menangkap satu atau dua elektron lagi untuk dirinya sendiri. Apabila atom A bertemu dengan atom B, keduanya dapat melakukan transaksi yang menguntungkan dengan syarat jumlah elektron yang diserahterimakan anatara kedua atom sama. Setidaknya seperti itulah prinsip sederhana dari reaksi redoks.

Namun arus listrik yang ditimbulkan dari transaksi elektron antar atom tersebut sangatlah kecil, sehingga kita memerlukan atom A dan atom B dalam jumlah yang sangat banyak untuk membuat sebuah baterai. Selain itu, kedua jenis atom harus kita pisahkan  dengan memberi sebuah penghalang berupa kertas  basah, sehingga elektron atom A hanya dapat berpindah ke atom B di ruang sebelah melalui saluran-saluran yang serba rumit saat saklar ditutup.

Pada umumnya, baterai dapat dibuat dari bahan potassium hidroksida (baterai alkaline), Carbon Zinc (ZnMnO₂),  litium, serta perak oksida. Baterai-baterai yang terbuat dari bahan tersebut biasa disebut baterai primer, yaitu baterai yang hanya sekali pakai, tidak dapat diisi ulang.

Ketika atom-atom pengirim telah menghabiskan elektron mereka kepada atom penerima, baterai itu mati, dan dengan terpaksa kita harus menggantikan baterai  yang telah lama berkuasa di perangkat kita dengan yang baru. Namun kemasan baterai harus dibuang ke tempat daur ulang khusus, karena didalamnya terkandung banyak zat yang berbahaya bagi lingkungan.

Sementara itu, baterai NiCd (nikel-kadmium), baterai Li-ion (litium-ion), serta baterai timbal-asam pada mobil adalah baterai yang dapat diisi ulang (rechargeable), yang juga bisa disebut baterai sekunder. Kita dapat membalikkan proses pengiriman elektron dengan memaksa elektron-elektron dari atom penerima kembali ke atom pengirim, sehingga baterai-baterai itu dapat bekerja kembali sebagaimana mestinya. Namun sayang, setiap kali baterai diisi ulang, ada kerusakan mekanik yang terjadi di dalamnya, sehingga baterai isi ulang baru masih punya kesempatan untuk menggantikan baterai lama yang sudah renta.

Sumber :

Justiana, Sandri dan Muchtaridi. 2009. Kimia 3. : Yudhistira

Wolke, Robert L. 2003. Einstein Aja Gak Tau. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama

https://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik

www.plimbi.com/article/144842/bahan-kimia-baterai

sanfordlegenda.blogspot.com/2013/Types-of-batteries-Mengenal-jenis-jenis-baterai

Waspadai Bahaya Petir di Musim Hujan

sumber gambar : www.pasangpenangkalpetir.com

Sebagai negara yang terletak di daerah tropis serta dikelilingi oleh lautan membuat Indonesia rawan akan sambaran petir. Indonesia juga merupakan salah satu dari tiga wilayah dengan kepadatan petir tertinggi di dunia selain di Afrika Tengah dan lembah sungai Amazon. Kepadatan petir di Indonesai bervariasai antara 5 sampai 15 sambaran petir  per kilometer persegi pertahun, sebagai perbandingan untuk wilayah Eropa dan Jepang berkisar antara 1 hingga 3 petir per kilometer persegi per tahun. Bahkan daerah Cibinong pernah tercatat dalam Guiness Book of Record sebagai daerah dengan kejadian petir terbanyak pada tahun 1988, dengan jumlah 322 petir per tahun.

Petir melepaskan energi dalam jumlah yang luar biasa, sehingga seringkali menimbulkan korban jiwa serta kerusakan peralatan elektronik tiap kali terjadi sambaran. Seperti kejadian yang baru-baru ini terjadi pada laman kompas.com pada  hari Sabtu, 23 Januari 2016, dikemukakan bahwa satu orang warga Desa Dukuhdepok, Kecamatan Wuluhan, Jember, Jawa Timur yang tewas tersambar petir usai mencari rumput di Dusun  Krajan, Desa Ampel, kecamatan setempat. Informasi mengenai bahaya yang ditimbulkan petir dan proteksinya sangat diperlukan masyarakat guna mengurangi jumlah kerugian yang timbul akibat sambaran petir.

Mengenal Petir Lebih Dekat

Petir sejatinya merupakan fenomena alam biasa yang terjadi pada pembentukan awan hujan Cumulonombus (CB). Peristiwa terjadinya petir diawali dengan terjadinya lompatan muatan listrik pada awan, baik yang bermuatan listrik negatif maupun positif. Lompatan muatan listrik ini bisa terjadi antara awan dengan awan, awan dengan udara, serta awan dengan bumi. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif yang cukup besar antara awan ke bumi ataupun sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Proses pemindahan muatan dari awan ke bumi melalui medium udara, dan terjadi lebih mudah pada saat udara lembab di musim hujan. Pelepasan muatan ini menimbulkan panas luar biasa yang menyebabkan udara disekitarnya memuai secara tiba-tiba sehingga timbul ledakan suara.

Energi yang dihasilkan oleh satu sambaran petir bisa mencapai 55 kWh. Arus listrik yang dihasilkan umumnya berkisar antara 30 – 80 kA. Semakin besar arus yang dihasilkan akan menyebabkan kenaikan tegangan yang semakin besar pula. Suhu pada jalur yang dilewati petir dapat mencapai 10.000 ^oC, sebagai perbandingan suhu dalam tanur untuk meleburkan besi adalah antara 1.050 hingga 1.100 ^oC. Dengan jumlah arus lisrik serta panas tinggi itulah yang membuat kerusakan akibat sambaran petir cukup parah.

Melindungi Diri dari Sambaran Petir

         Mengingat begitu hebatnya kerusakan yang ditimbulkan petir, maka sangat perlu bagi kita semua untuk mengetahui upaya yang dapat dilakukan apabila terjadi petir. Cara yang paling efektif adalah dengan tetap berada dirumah ketika hujan disertai petir melanda. Cabut semua stop kontak, kabel telepon, serta antenna televisi. Hindari penggunaan perangkat elektronik untuk mengurangi kemunginan tersambar petir. Apabila petir menyambar rumah, muatan listrik akan tersebar secara merata ke seluruh tepi dinding rumah, kemudian mengalir ke tanah, sehingga kita tak akan terkena dampaknya. Namun hindari pipa saluran air karena petir mampu merambat lewat pipa logam saluran air. Selain itu gunakan sandal karet atau kaus kaki kering sebagai upaya untuk menghindari kontak langsung dengan tanah.

Apabila kita sedang berada di luar ruangan, maka segera cari perlindungan ke dalam gedung atau mobil. Bagi petugas yang bekerja di bandara, jangan berlindung di bawah sayap pesawat atau di dekat roda, karena posisi ekor pesawat yang tinggi bisa tersambar petir dan langsung mengalir ke badan pesawat. Apabila kita sedang berada di kapal, jauhi benda-benda tinggi seperti tiang layar agar tidak tersambar petir. Pada saat kita berdiri di tempat terbuka, secepatnya dekati objek tinggi dengan jarak paling aman 2,5 meter dari objek tinggi tersebut. Semakin jauh posisi kita dari  objek tinggi tersebut, semakin besar kemungkinan tersambar petir. Hindari berteduh dbawah pohon, karena muatan listrik bisa mengalir melalui sulur-sulur pohon ke tubuh kita. Apabila kita sedang berada bersama orang lain di area terbuka, maka buatlah jarak antar orang sekitar 5 meter. Dan jika kita terpaksa tidak menemukan tempat berlindung, maka kita bisa berjongkok dengan menundukan kepala, menutup rapat kedua kaki, dan usahakan kedua tangan tidak menyentuh tanah. Selain itu hindari berbaring karena memudahkan peyaluran muatan listrik dari tanah ke tubuh.

           Bencana banjir dan petir memang bisa kapan saja memporak-porandakan kehidupan kita tanpa mengenal waktu dan tempat. Oleh karena itu, marilah kita sedini mungkin memahami risiko serta proteksi diri dari petir sebagai upaya meminimalisir dampak yang buruk dari bencana yang dapat terjadi kapan saja disekitar kita.

Mimpi Buruk pasca Kebakaran Hutan

Masih jelas di ingatan kita mengenai kasus kebakaran hutan yang terjadi pada lahan gambut di Pulau Sumatera dan Kalimantan. Beberapa daerah yang terkena dampak asap dari kebakaran hutan ini antara lain Sumatera Selatan, Sumatera Utara, Jambi, Riau, Kalimantan Tengah, Kalimantan Barat, serta Kalimantan Selatan (Kompas.com, 2015). Bahkan negeri jiran Malaysia dan Singapura pun sempat geram akibat terjangan kabut asap dari Indonesia.

Tapi Sayang, Cuma Sekali Pakai

sumber gambar : permadanialam.blogspot.com

Sering kali kita melihat pemerintah serta orang-orang yang mengaku sebagai aktivis lingkungan begitu gencarnya mengkampanyekan istilah hemat energi. Mulai dari himbauan untuk menggunakan kendaraan umum saat bepergian, mematikan alat listrik yang tidak diperlukan, menggunakan sepeda atau jalan kaki untuk bepergian jarak dekat, dan yang paling menjengkelkan —mungkin hanya dialami sebagian daerah saja—  adalah pemadaman listrik bergilir. Pernah saya berfikir, sebenarnya buat apa pemerintah repot-repot untuk menyuruh kita menghemat energi? Bukankah energi yang sudah dipakai itu hanya berubah bentuk? Lantas kenapa kita tidak menggunakan kembali energi yang telah berubah bentuk alih-alih menghemat pemakaian energi?

Keringat Tabung Gas LPG

sumber gambar : agengaselpiji.com

Di daerah pedesaan, seperti tempat saya tinggal, sudah menjadi hal yang lumrah untuk memasak makanan sendiri dalam jumlah yang besar setiap kali ada acara nikahan, sunatan, atau perayaan apapun yang perlu menyertakan makanan. Walaupun tak begitu ahli memasak, tak jarang saya ikut andil dalam hal urusan dapur. Dan seringkali yang membuat saya heran, bagaimana bisa gas elpiji, jantung dari kegiatan memasak, yang hanya diam tak bergerak di sudut dapur itu tampak berkeringat? Padahal orang-orang yang sibuk hilir mudik di dapur tak terlihat keluar keringat sedikitpun? Mungkin aneh, tapi inilah kenyataanya.

Tapi, tentu saja tabung elpiji tersebut tidak benar-benar berkeringat. Itu hanyalah hasil pengembunan uap air yang menempel pada dinding tabung yang dingin akibat terlalu lama digunakan. Lalu kenapa hanya kali ini saja tabung bisa sedingin itu hingga banyak air yang mengembun? Padahal untuk pemakaian sehari-hari saja (saya termasuk orang yang sering memasak, jadi jangan heran jika bisa tahu hal sedetail ini) hampir tidak ada tetesan air yang menempel pada tabung.

Sebelum melangkah lebih lanjut, mari kita berkenalan dulu dengan si tabung elpiji. Tabung elpiji memang sudah didesain agar mampu menampung sebanyak mungkin gas didalamnya dengan aman. 

Saking banyaknya gas yang ada didalamnya, membuat gas tersebut tidak nyaman, situasinya hampir mirip saat kita berdesak-desakan di dalam KRL yang AC nya mati (jujur saya pernah mengalami  hal tersebut). Sedikit saja ada celah, akan membuat gas tersebut begitu berhasrat untuk mencari kebebasan.

Dan pada saat kita memasak, terutama dalam waktu yang lama, molekul-molekul gas tersebut diberi kesempatan untuk kabur secara besar-besaran dari tabung yang menyiksanya tersebut sehingga membuat gas yang tersisa dalam tabung memiliki tekanan yang lebih rendah dari sebelumnya. Tekanan yang rendah inilah yang membuat gerakan partikel gas lebih lambat dari sebelumnya, sehingga suhu gas mengalami penurunan. Gas yang molekul-molekulnya bergerak lebih lambat adalah gas dengan suhu lebih dingin.Baik, sekarang saya paham, lalu mengapa saat saya memasak sendirian tidak timbul tetes air pada tabung gas?

Pada saat digunakan untuk keperluan sehari-hari, jumlah gas yang keluar jauh lebih sedikit, sehingga meskipun ada penurunan tekanan dan suhu, suhu yang dicapai belum mampu membuat uap air di udara mengembun.

Intinya adalah jika tekanan suatu gas dalam wadah tertutup diturunkan, maka gerak molekul gas tersebut akan melambat, dan mengakibatkan gas tersebut mengalami penurunan suhu. Lalu, jika tekanan gas tersebut kita naikan, pasti akan menimbulkan efek yang sebaliknya, bukan?

Betul sekali. Sebaliknya, ketika tekanan gas dalam wadah tertutup kita naikan, molekul-molekul gas didalamnya akan bergerak lebih beringas untuk bertabrakan satu sama lain, sehingga suhu gas akan naik. Contohnya, ketika kita memompa ban sepeda dengan pompa tangan (bagi yang pernah memompa sepeda pasti paham), kita memaksa sebagian udara udara ke ruang sempit di dasar pompa, sehingga gerak molekul udara tersebut jauh lebih cepat dari sebelumnya. Setelah beberapa kali memompa, cobalah pegang bagian bawah batang pompa tersebut, pasti akan lebih panas ketimbang sebelum digunakan.

Apa maksud Einstein yang sebenarnya ?

Beberapa diantara kita mungkin sering melihat persamaan matematis  sederhana, E = mc², entah di dalam buku-buku sains populer atau mungkin dalam artikel ilmiah di blog. Bagi pelajar SMA, khususnya jurusan IPA kelas XII, pasti juga sangat familiar dengan persamaan tersebut. Namun yang sejauh saya    tahu – sebagai salah satu mantan murid SMA – persamaan itu hanya berakhir pada pilihan ganda  lembar jawaban Ujian Nasional serta seleksi masuk perguruan tinggi. Namun pertanyaanya, apa iya hanya sebatas itu partisipasi rumus cantik yang mungkin dikenal luas mulai dari kalangan Ibu rumah tangga hingga Profesor?