TENAGA DAN SUMBER TENAGA

Definisi tenaga 

Tenaga ialah kebolehan atau kuasa untuk membuat sesuatu kerja.

Tenaga diperlukan
a) oleh benda hidup untuk menjalankan proses kehidupan seperti bergerak, bernafas dan bertumbesaran,

b) untuk bergerak, mendidihkan, mencairkan atau melantunkan benda bukan hidup.


Mengapa kita perlukan tenaga 

Tenaga memainkan peranan penting dalam kehidupan.


Semua benda hidup memerlukan tenaga. Tumbuhan menggunakan tenaga cahaya daripada Matahari untuk tumbesaran.


Haiwan dan manusia memakan tumbuhan dan menggunakan tenaga (tenaga kimia) yang tersimpan di dalamnya. Makanan adalah bahan bakar bagi tubuh badan manusia seperti menggerakkan otot.


Kita menggunakan tenaga untuk memperoleh cahaya dan pada peralatan elektrik. Bateri sebagai tenaga untuk membuatkan peralatan elektrik berfungsi.

Tenaga (bahan bakar) membuatkan kenderaan bergerak, kapal terbang boleh terbang, kapal laut belayar dan mesin berfungsi.

Tenaga terhasil daripada angin boleh digunakan untuk mengepam air dan mengisar jagung.


Tenaga daripada air boleh menjana tenaga elektrik untuk kegunaan harian.


Sumber – sumber tenaga (‘Sources of Energy’)

Tenaga berasal daripada beberapa sumber, antaranya :

A. Matahari
– merupakan sumber tenaga paling utama
B. Makanan
C. Bahan bakar 
D. Sel kering atau bateri 
E. Angin
F. Air

A. Matahari – merupakan sumber tenaga paling utama 


Matahari (tenaga solar) membekalkan tenaga haba dan cahaya.

Tumbuhan menggunakan cahaya Matahari bukan sahaja untuk mereka membesar, tapi untuk membuat makanannya sendiri, ini bermakna mereka mempunyai tenaga yang boleh disimpan.


Kemudian, haiwan dan manusia memakan tumbuhan. Ini bermakna kita mendapat tenaga dengan cara memakan tumbuhan, memakan haiwan yang lain seperti lembu yang mempunyai tumbuhan yang telah dimakan.



Apabila kita menjemur pakaian di luar di bawah cahaya Matahari, kita menggunakan haba daripada cahaya Matahari untuk mengeringkan pakaian tersebut.


B. Makanan 


Tumbuhan boleh menukarkan tenaga cahaya (1) kepada tenaga kimia, (dalam bentuk ikatan molekul), menerusi satu proses yang dipanggil fotosintesis. Kebanyakan tenaga ini disimpan dalam bentuk molekul yang dipanggil karbohidrat.


Apabila haiwan memakan tumbuhan hijau (2) mereka akan mengguna dan menyerap tenaga ini, yang disimpan sebagai tenaga kimia dalam bentuk lemak dan protein.


Daripada lembu sebagai contohnya, manusia memperoleh susu dan daging lembu (3). Apabila manusia minum susu lembu dan makan daging lembu, badan manusia akan menukarkan tenaga yang disimpan dalam susu dan daging untuk tenaga untuk aktiviti seperti berlari, bermain dan aktiviti - aktiviti metabolisme yang lain (4). Ini bermakna manusia mendapat tenaga daripada Matahari.


Oleh itu, semua benda hidup di muka Bumi ini mendapat tenaga daripada Matahari secara langsung atau tidak langsung. Tanpa Matahari, tumbuhan tidak boleh membuat makanannya sendiri dan semua benda hidup di Bumi akan mati.


Adalah penting untuk perhatian bahawa setiap langkah dalam transformasi tenaga (di sepanjang laluan tenaga), hanya sedikit sahaja tenaga yang dipindahkan; kebanyakan tenaga hilang dalam setiap langkah sebagai tenaga haba.


C. Bahan bakar 

Bahan bakar adalah sebarang bahan yang boleh terbakar dan menghasilkan tenaga haba.


Contoh – contoh bahan bakar ialah kayu, petroleum, gas asli, arang dan arang batu.


Apabila pokok – pokok ditebang dan kering, mereka digunakan sebagai kayu api atau arang.


Selepas mati, haiwan dan tumbuhan mereput, mereka tertanam di dalam tanah. Selepas beberapa ribu tahun, mereka berubah menjadi arang, petroleum atau gas asli yang merupakan sumber tenaga.



Kayu dan arang batu digunakan untuk menghasilkan tenaga mekanikal, elektrik dan haba. Arang batu dilombong di bawah tanah berdekatan permukaan Bumi. Ia terbakar lalu menghasilkan haba.


Arang batu juga boleh ditukarkan kepada bentuk cecair atau gas. Hidrogen ditambah bersama arang dan dipanaskan kemudian dikenakan tekanan tinggi untuk menghasilkan produk seakan minyak cecair dan gas.


Minyak (petroleum) dan gas digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik, mekanikal dan haba. Minyak dan gas dipam keluar dari perigi dalam ke dalam tanah di bawah laut. Kemudian ia disalurkan menerusi saluran paip untuk ditapis dan dibersihkan.


D. Sel kering atau bateri 

Bateri boleh menyimpan tenaga dalam bentuk tenaga kimia. Apabila disambungkan dalam litar, melalui tindak balas kimia, bateri boleh menghasilkan tenaga elektrik.


Jika kita melihat pada sebuah bateri, ia mempunyai dua hujung atau kutub – terminal positif dan terminal negatif. Jika kita menyambungkan kedua – dua terminal itu dengan wayar, satu litar akan terbentuk. Elektron – elektron akan mengalir menerusi wayar dan arus elektrik akan terbentuk.


Di dalam bateri, tindak balas antara bahan – bahan kima akan berlaku. Tetapi tindak balas hanya berlaku jika terdapat pengaliran elektron. Bateri boleh disimpan dalam jangka masa yang lama dan masih berfungsi kerana proses kimia tidak akan dijanakan sehingga elektron mengalir dari terminal negatif ke terminal positif menerusi litar.


Terdapat dua kategori bateri, iaitu sel kering dan sel basah.


Beberapa jenis bateri dalam kategori sel kering ialah :


Bateri Zink–karbon atau bateri biasa karbon – Zink dan karbon biasa digunakan dalam semula bateri sel kering biasa AA, C dan D.


Bateri Alkali – biasa digunakan pada bateri Duracell dan Energizer.


Bateri Litium – biasa digunakan pada kamera untuk menyalakan mentol pemancar.


Bateri Litium-Ion – Bateri ini dijumpai dalam computer riba, telefon bimbit dan lain – lain peralatan boleh alih. Bateri jenis ini boleh dicas semula.


Bateri Tembaga-Kadmium atau NiCad – Elektrodnya ialah nikel-hidroksida dan cadmium. Elektrolitnya ialah kalium-hidroksida. Bateri jenis ini boleh dicas semula.



Contoh jenis bateri dalam kategori sel basah ialah :


Bateri Plumbum-asid – Atau dikenali sebagai akumulator. Bateri ini digunakan dalam kenderaan. Elektrodnya diperbuat daripada plumbum dan plumbum oksida dan asid sebagai elektrolitnya.



E. Angin 

Angin adalah udara yang bergerak.


Angin telah digunakan beberapa ratus tahun yang lalu untuk membantu kapal belayar dan kincir angin untuk mengepam air bagi tujuan pengairan.



Angin boleh membantu untuk melakukan kerja. Tenaga kinetik angin boleh ditukarkan kepada bentuk tenaga yang lain, sama ada tenaga mekanikal atau tenaga elektrik.


Tenaga yang dihasilkan oleh angin bergantung kepada kelajuan angin. Semakin laju angin bertiup, semakin banyak tenaga dihasilkan.


Apabila sebuah kapal mula belayar, ia memerlukan tenaga angin untuk menolaknya di atas permukaan air. Ini merupakan satu bentuk kerja.


Petani telah menggunakan tenaga angin selama beberapa tahun untuk mengepam air dari perigi menggunakan kincir angin.


Angin juga digunakan untuk memusingkan batu pengisar untuk mengisar gandum atau biji jagung.


Angin juga digunakan untuk menghasilkan elektrik. Angin yang bertiup akan memusing bilah kipas pada turbin angin.


Bilah kipas akan menggerakkan gandar yang disambungkan pada generator yang akan menghasilkan tenaga elektrik.


Setelah elektrik dihasilkan oleh turbin, elektrik dari seluruh ladang angin akan dikumpulkan dan dihantar ke transformer. Voltan akan ditambahkan untuk dihantar melalui kabel berkemampuan tinggi.


F. Air 

Air yang bergerak atau air terjun menghasilkan tenaga. 


Tenaga air (kuasa hidro) boleh menghasilkan tenaga mekanikal dan elektrik.



Empangan hidroelektrik digunakan untuk menakung sungai membentuk tasik atau takungan air. Apabila air mengalir ke bawah ia disalurkan ke turbin atau roda air. Daya pergerakan air memusing turbin atau roda, yang mana memusingkan generator untuk menghasilkan elektrik.


Kuasa air telah digunakan beberapa ratus tahun untuk menghasilkan tenaga mekanikal untuk mengisar, mengepam dan menggerakkan mesin.