Advertisement

Energi, Gerakan, dan Kerja, Hukum Newton Pertama mengenai Gerak menyatakan bahwa setiap wujud bahan tanpa memandang apakah bahan itu besar (misalnya sebuah batu raksasa) atau kecil (misalnya sebuah elektron) tidak memiliki tenaga sendiri untuk mengubah keadaannya yang diam atau bergerak beraturan. Untuk pengubahan harus ada suatu tenaga penggerak dan dengan demikian terjadilah sebuah kerja. Suatu alat yang mampu melaksanakan kerja dikatakan memiliki energi. Karena energi berupa kemampuan, maka pada suatu saat tertentu tidak perlu energi itu melaksanakan kerja. Energi yang tak aktif tetapi memiliki kemampuan melaksanakan suatu kerja disebut energi potensial, sedangkan energi yang melaksanakan kerja disebut energi kinetik. Energi dapat muncul dalam berbagai bentuk, seperti panas dan cahaya, atau energi kimia, energi mekanik, dan energi listrik. Bentuk-bentuk energi ini dapat saling bertukar, dan dengan demikian cahaya, misalnya, dapat berubah menjadi panas, atau panas menjadi energi listrik. Perpindahan dan pengubahan energi dari bentuk satu ke bentuk lain diatur oleh suatu hukurn dari salah satu cabang ilmu fisika, yang disebut hukum termoditiamika. Dua hukum pertama termodinamika pada pokoknya menyatakan, bahwa energi tak dapat diciptakan atau dimusnahkan, dan bahwa efek perubahan fisik dan kimia akan meningkatkan ketidakteraturan atau keteracakan dalam jagad raya yang disebut dengan istilah entropi. Apakah proses kimia sel tunduk pada hukum-hukum ini? Sebatang tumbuhan hidup dengan jalan mengumpulkan atom-atom dalam udara dan tanah, menyusunnya menjadi suatu susunan teratur dan membentuk pucuk serta akar. Hal ini tampaknya berlawanan dengan hukum kedua termodinamika, tetapi hanya kelihatannya saja bertentangan, sebab salah satu hal penting dari sistem ini telah dilupakan. Jika kenaikan entropi matahari yang menyediakan energi untuk perkembangan tumbuhan itu jugs diperhitung-kan, maka ada sejumlah peningkatan terjadi pada entropi itu. Lebih lanjut pertentangan yang jelas dengan hukum kedua termodinamika itu hanyalah sementara, karena tumbuhan akhirnya mati dan atom-atomnya akan menyebar secara acak, berarti entropi meningkat. Pendeknya, organisme hidup tidak menghabiskan atau menciptakan energi, mereka hanya mengubahnya dari satu bentuk ke bentuk lain. Mereka menyerap energi dari lingkungannya dalam bentuk yang bermanfaat bagi mereka, dan kemudian mengembalikan sejumlah energi yang sama ke lingkungan dalam bentuk yang secara biologis kurang bermanfaat.

Dari berbagai bentuk penampilan energi, energi panas hanya dapat melaksanakan kerja bermanfaat jika energi ini berpindah dari benda lebih panas ke benda lebih dingin. Makin besar perbedaan suhu yang menyebabkan perpindahan panas itu makin besar pula jumlah kerja yang dapat dilakukan. Diferensial suhu ini dinyatakan dengan simbol A T, huruf kapital Yunani delta ( A ) menyatakan perubahan kuantitas tertentu, dalam hal ini adalah suhu. Sebaliknya, makin kecil A T makin kecil jumlah kerja yang dapat dilakukan, dan jika A T = 0, yaitu pada keadaan isotermal, energi panas tak mampu melaksanakan kerja. Sel adalah sistem yang isotermal, karena itu panas tak dapat melaksanakan kerja dalam sel.

Advertisement

Advertisement
Filed under : Ilmu Alam,