RANGKUMAN MATERI
ILMU ALAMIAH DASAR
Tugas ini diajukan
untuk memenuhi salah satu tugas akhir mata kuliah Ilmu Alamiah Dasar
oleh dosen
Yanto Heryanto, S.Sos., M.Si,.
Oleh
INA ROSDIANA
(116040160)
PROGRAM STUDI AKUNTANSI
FAKULTAS EKONOMI
UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI
CIREBON
2017
IPA dan Perkembangan Teknologi
1.
PERANAN
IPA DAN TEKNOLOGI DALAM MEMENUHI KEBUTUHAN MANUSIA
a.
Materi
dan Energi
1) Materi
Sasaran Ilmu Pengtahuan Alam adalah alam semesta dan segala isinya.
Ilmu Fisika memandang kesemuanya itu sebagai materi dan energi. Materi dapat
berwujud padat, cair atau gas, yang dimaksud
dengan materi dan zat dalam Fisika adalah apa saja yang mempunyai massa dan
menempati ruangan. Contoh: meja, kursi,
gunung, awan, udara (walau tak nampak).
2) Energi
Energi adalah sesuatu yang dapat memindahkan
materi dari suatu tempat ke tempat lain. Eergi dapat berbentuk panas, gerak,
cahaya, tenaga kimia, tenaga atom, dsb. Energi juga dapat berubah-ubah bentuk.
Energi dalam bentuk panas dapat berubah
menjadi energi lain, misalnya menjadi energi mekanik. Perubahan ini misalnya
terjadi dengan jalan mengubah air menjadi uap. Uap panas menekan menggerakan
baling-baling suatu turbin sehingga turbin bergerak. Gerakan turbin ini dapat
digunakan untuk macam-macam keperluan. Energi mekanik juga dapat berubah
menjadi energi listrik, seperti, energi mekanik memutar dinamo yang akan
menghasilkan aliran listrik.
Energi listrik dapat pula berubah menjadi
energi cahaya, atau kembali menjad energi mekanik dan dapat berubah mejadi
energi kimia. Contoh: aliran listrik dapat memijarkan bola lampu listrik dan
menghasilkan cahaya. Dari aliran listrik juga bisa diubah menjadi energi kima,
yaitu mengalirkan aliran arus listrik searah ke dalam zat-zat kimia, misalnya
pembuatan Kalium Klorat. Suatu bahan peledak energi kimia dapat berubah
menjadi energi listrik kembali atau berubah mejadi energi cahaya atau menjadi
energi panas. Contoh: energi kima yang berasal dari batu baterai dialirkan pada
bola lampu maka terbentuklah energi cahaya. Adapun energi kimia dapat berubah
menjadi energi panas dan cahaya, misalnya pada ledakan petasan.
b.
Prinsip Pembangkit Listrik
Berikut ini adalah prinsip-prinsip pembangkit
tenaga listrik yang perlu kita ketahui:
1.
Prinsip pembangkit listrik tenaga air
Dari sebuah danau atau bendungan, air dialirkan
melalui suatu terowongan dengan alat pengontrol. Terowongan itu dibuat
sedemikian rupa sehingga air dijatuhkan dari ketinggian 100 m atau lebih dengan
tujuan untuk mengubah energi potensial mejadi energi mekanik yang
sebesar-besarnya. Ujung terowongan itu ditahan oleh turbin air, dengan dorongan
air, turbin itu dapat berputar. Perputaran turbin ini digunakan untuk memutar
generator atau mesin pembangkit listrik. Listrik yang dihasilkan oleh generator
diubah atau diatur oleh tekanannya oleh suatu transformator. Dari transformator,
listrik dialirkan ke daerah-daerah yang memerlukan. Sebelum digunakan di
rumah-rumah tangga, biasanya aliran listrik diturunkan tenaganya melalui
transformator lagi sehingga listrik yang dihasilkan sesuai kebutuhan rumah
tangga. Di Indonesia digunakan tengangan 220 Volt atau 110 Volt. Air yang
keluar dari turbin masih dapat dimanfaatkan untuk pengairan atau irigasi.
2.
Prinsip pembangkit listrik tenaga diesel
Pada hakikatnya prinsip pembangkit tenaga
diesel itu adalah sama dengan pembangkit listrik tenaga air, yaitu dengan cara
menggerakkan generator pembangkit listrik. Dalam pembangkit listrik tenaga
diesel rotor dari generator digerakkan oleh mesin diesel. Mesin diesel dipilih
sebagai salah satu alternatif karena dapat ditempatkan di mana saja diperlukan,
sedangkan bahan bakarnya adalah minyak diesel atau solar yang hargaya jauh
lebih murah daripada harga bensin.
Sebenarnya pembangkit listrik tenaga diesel
ini bersumber dari energi kimia hasil pembakaran minyak diesel/solar. Jadi, hal
ini merupakan suatu contoh bentuk energi dari energi kimia menjadi energi
mekanik kemudian menjadi energi listrik. Sumber minyak diesel/solar sebenarnya
adalah fosil dari sisa kehidupan zaman purba. Sedangkan fosil terbentuk dari
konservasi energi radiasi dari matahari.
3.
Prinsip pembangkit listrik tenaga nuklir
Tenaga nuklir pada hakikatnya adalah tenaga
yang timbul pada pemecahan inti atom, umumnya yang dipecah itu adalah atom yang
mempunyai inti yang berat seperti halnya uranium. Inti atom itu dapat dipecah
dengan cara menembaknya dengan netron hasil peluruhan dari zat radioaktif yang
lain.
Inti terpecah menjadi bagian-bagian yang lebih
kecil dengan mengeluarkan tenaga yang besar serta netron-netron yang berasal
dari inti yang pecah itu. Jadi, energi nuklir itu berasal dari tenaga yang
mengikat inti atom. Tenaga yang keluar itu berupa panas. Di dalam reaktor,
panas yang timbul diserap oleh suatu cairan penyerap panas yang kemudian dialirkan
ke dalam air sehingga air mendidih dan menguap. Uap air inilah yang
dipergunakan untuk menggerakkan turbin uap yang selanjutnya menggerakkan
generator listrik.
c.
Mesin-mesin
1)
Mesin bakar
Mesin ini terdiri dari silinder, piston,
roda-roda penerus lengan,busi, katup bahan bakar, dan katup pembuang.
Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut:
Posisi satu: Piston berada di bawah silinder.
Katup bahan bakar terbuka sementara bahan bakar yang terdiri dari bensin dan
udara masuk ke dalam silinder.
Posisi dua: Roda penerus bergerak melalui
lengan mendorong piston ke atas silinder. Katup bahan bakar tertutup sehingga
bahan bakar bersama udara tertekan dan mengakibatkan temperatur naik. Pada saat
itu busi dinyalakan dan menghasilkan bunga api listrik. Percikan api itu
membakar bahan bakar hingga terjadi letupan yang mendorong piston ke bawah
sambil memutar roda penerus. Perputaran inilah yang menggerakkan mesin.
Posisi tiga: Menunjukkan keadaan posisi piston
yang sedang berada di bawah setelah letupan.
Posisi empat: Roda penerus meneruskan gerak
putar mesin melalui lengan mendorong piston ke atas. Pada saat itu katup bahan
bakar dibuang ke luar. Roda penerus meneruskan perputaran mesin yang menarik
piston ke bawah dan memasukkan bahan bakar melalui katup bahan bakar tepat
seperti pada posisi satu lagi. Sebagian besar mobil dan motor menggunakan mesin
jenis ini.
2)
Mesin diesel
Mesin diesel terdiri dari silinder piston,
lengan, roda penerus, katup bahan bakar, dan katup pembuang. Dalam mesin diesel
tidak digunakan busi sebagai api pembakar.
Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut:
Posisi satu: Piston ditarik ke bawah melalui
lengan dan roda penerus, katup bahan bakar terbuka. Udara tersedot masuk ke
dalam silinder.
Posisi kedua: Roda penerus meneruskan
perputaran mesin melalui lengan mendorong piston ke atas. Sementara itu katup
bahan bakar tertutup. Dengan demikian udara dimanfaatkan sehingga temperaturnya
menjadi tinggi sekali.
Posisi tiga: Pada saat piston mendekati titik
puncak (pada saat itu temperatur sudah tinggi) bahan bakar disemprotkan ke
dalam silinder.
Posisi empat: Pada titi puncaknya bahan bakar
meledak dan mendorong piston ke bawah yang melalui lengan meneruskan perputaran
roda penerus.
Posis lima: Roda penerus meneruskan perpuran
mesin mendorong piston ke atas dan membuang sisa bahan bakar melalui katup
pembuang yang pada saat itu dibuka. Roda penerus meneruskan geraka selanjutnya
seperti pada posisi pertama. Demikian mesin diesel bekerja selanjutnya.
3)
Mesin jet
Mesin jet terdiri dari sebuah tabung
pembakaran yang tahan panas, sebuah mulut untuk memasukkan udara ke dalam
tabung pembakar, sebuah kompresor utnuk menyemprotkan bahan-bahan bakar ke
dalam tabung pembakar dan sebuah corong pembuang gas yang terletak dibagian ekornya.
Mesin sederhana ini sangat ampuh digunakan terutama dalam industri pesawat
terbang yang bergerak cepat.
Prinsip kerjanya sangat sederhana, yaitu bahan
bakar dan udara diinjeksikan ke dalam tabung pembakar. Pada saat pembakaran
terbentuklah gas disertai dengan temperatur tinggi. Pengembangan gas itulah
yang mendorong pesawat ke depan.
Selangkah lebih maju dari mesin jet sederhana
adalah mesin turbojet. Mesin ini menggunakan turbin gas untuk mengatur
pemasukan udara dan pengeluaran gas yang dikeluarkan dari mesin. Keuntungannya
adalah bahwa udara dapat disedot dalam waktu yang singkat. Gas yang
dikeluarkannya pun dapat diatur. Apabila penggunaan turbin gas itu dikaitkan
dengan propeler untuk menggerakkan sistem permesinan dalam pesawat tersebut
maka mesin jet itu disebut turboprop.
Perbedaaan mesin jet dan roket terletak pada
sistem bahan bakarnya. Pada mesin jet, bahan bakar umumnya berupa zat cair yang
dibakar di dalam tabung pembakar dengan mencampurnya terlebih dahulu dengan
oksigen dan udara. Roket umumnya mempunyai bahan bakarnya padat,dan bahan bakar
itu telah mengandung oksigen sebagai zat pembakar, misalnya nitrat, khlorat,
dsb. Dalam bahan bakar itu terkandung zat-zat yang mudah terbakar, misalnya
sulfida, sulfur, karbon, dsb. Keunggulannya adalah bahwa dengan roket ini
pesawat dapat menjelajah ruang angkasa yang hampa udara.
d.
Komputer
Yang dapat diperbuat oleh manusia dengan
bantuan komputer adalah sebagai berikuti:
1.
Telepon ensiklopedia.
2.
Robot pelayan rumah tangga.
3.
Nasihat dokter melalui telepon.
4.
Berbelanja melalui telepon.
5.
Para ahli atau spesialis dapat dengan mudah dan tepat mendapatkan data
maupun informasi yang diperlukan.
6.
Para industriawan dapat melakukan secara simulatif , misalnya suatu
prototif mesin.
7.
Para industriawan dapat memanfaatkan robot sebagai pekerja dalam pabriknya.
8.
Para ahli ilmu dapat memanfaatkan komputer untuk menganalisis data yang
sangat kompleks, misalnya untuk meramalkan cuaca.
9.
Bagi para pejabat pemerintahan, komputer akan sangat membantu dalam
menyimpan data tentang semua tenaga dalam suatu jajaran pemerintahan.
10.
Sekarang telah dirintis penggunaan komputer untuk ahli bahasa, yaitu
menerjemahkan langsung suatu bahasa ke dalam bahasa lain dengan menggunakan
analisis suara.
e.
Manafaat nuklir untuk kesejahteraan manusia
Di bawah ini merupakan sifat-sifat umum dari
sinar zat radioaktif, karena atas dasar sifat itulah manusia memanfaatkan
nuklir:
1)
Pengaruh radiasi terhadap makhluk hidup
Sinar-sinar yang timbul dari suatu zat
radioaktif, misalnya sinar gamma, dapat mengakibatkan:
a)
Kematian
Sifat kematian dapat digunakan untuk
pemberantasan hama serangga, misalnya serangga yang merusak tembakau dalam
gudang, bahan-bahan dari kayu, bahan makanan, dsb. Sifat membunuh hama ataupun
jasad renik dapat digunakan untuk menyucihamakan alat-alat kedokteran.
b)
Hambatan pertumbuhan
Sifat menghambat pertunasan dapat digunakan
untuk menyimpan kentang, batang dan sebagainya dalam gudang.
c)
Perubahan sifat-sifat genetika
Bahwa sifat-sifat makhluk itu bersumber dari
kromosom atau gen yang terdapat dalam inti sel. Ini berarti perubahan/mutasi
dari gen mengakibatkan adanya perubahan sifat-sifat keturunan makhluk hidup.
Sinar zat radioaktif mempunyai sifat dapat mengadakan mutasi dari gen. Sifat
ini dapat dimanfaatkan dalam mencari bibit unggul misalnya padi.
2)
Teknik nuklir untuk pemuliaan padi dan tanaman lain
Dengan menggunakan sifat sinar gamma yang
mampu mengadakan mutasi gen dari biji-bijian, dapat dicari mutantnya yaitu
variasi hasil mutasi gen, yang menguntungkan bagi kehidupan manusia. Mutasi gen
terjadi pula pada tanaman pangan yang lain atas pengaruh gamma, misalnya:
gandum, jagung, kacang, kedelai, dan sebagainya.
Contoh : Padi
yang umurnya lebih pendek, buahnya lebih banyak, tahan terhadap hama dan
sebagainya, atau dapat dicari mutant yang tahan terhadap kekeringan dengan
tujuan untuk dapat ditanam pada tanah kering.
3)
Teknik nuklir untuk industri
a)
Industri kayu
Mutu kayu dapat ditingkatkan dengan jalan merendam
ke dalam cairan bahan organik monomer (bahan plastik). Bahan ini bila kena
sinar radiasi akan menjadi polinier (seperti plastik). Oleh karena itu, bila
kayu yang telah direndam dalam bahan kemudian dikenakan sinar radiasi, maka
cairan itu menjadi plastik sehingga kayu menjadi jauh lebih keras dan sangat
tahan cuaca, kelembaban dan tahan terhadap serangga.
b)
Serat-serat tekstil baik dari bahan alam seperti kapas maupun serat sintetik
seperti poliester, dapat diubah sifat-sifatnya sehingga lebih menguntungkan
bagi kesejahteraan manusia. Contoh, serat poliester sukar menyerap air sehingga
pakaian yang terbuat dari bahan itu terasa panas, dengan pertolongan radiasi, sifatnya
dapat diubah menjadi tidak saja dapat menyerap air tetapi juga menjadi mudah menyerap
warna. Serat polipropilen dapat berubah sifanya dari tak tahan panas menjadi
tahan panas dan dapat mengisap air.
c)
Kulit yang dimasak dengan proses radiasi, ternyata menghasilkan mutu lebih
baik daripada cara yang biasa, meskipun dapat terjadi kerusakan bila dosisnya
terlalu tinggi.
d)
Pengawetan makanan
Pada prinsipnya makanan diawetkan dengan cara membunuh kuman-kuman
pembusuk dengan radiasi. Keunggulan cara ini adalah bahwa kita dapat bekerja
tanpa pemanasan, tanpa pengasapan, dan tanpa bahan-bahan kimia sehingga tidak
meninggalkan sisa-sisa bahan pengawet. Bahan makanan pun tidak rusak karena
pemanasan. Keunggulan lain adalah pengawetan dapat dilakukan dalam keadaan
sudah terbungkus, sehingga tidak terjadi pencemaran setelah proses pengawetan.
Bahan-bahan makanan yang diawetkan dengan cara ini adalah: beras, kentang,
gandum, daging ayam, bawang, buah papaya, dan buah-buahan kering maupun sayuran
atau biji-bijian.
4)
Teknik
nuklir untuk kesehatan
Umumnya digunakan untuk mengadakan diagnosis dari suatu penyakit
dalam. Penggunaan yang biasa dengan cara-cara misalnya sinar-X seringkali tidak
memberikan hasil yang begitu memuaskan dan mempunyai efek samping. Pengguaan
zat radioaktif berumur pendek dengan dosis yang kecil, dapa memberikan
informasi yang lebih memuaskan tentang sesuatu yang ada di dalam tubuh pasien.
Beberapa contoh penggunaanya adalah untuk menentukan lokasi tumor otak, kanker, adanya kelainan pada
paru-paru, kelenjar gondok, ginjal, dan lain-lain.
5)
Teknik
nuklir dalam industri radiografi
Contoh industri radiografi adalah foto hasil
rontgen terhadap tulang yang patah atau paru-paru dengan meggunakan sinar X.
Prinsip yang sama digunakan terhadap industri konstruksi misalnya, untuk
memeriksa pipa-pipa baja lunak, kapal, dsb. Di Indonesia teknik ini sudah
digunakan, misalnya oleh PLN, Pertamina, PJKA, dan pabrik-pabrik semen.
6)
Teknik nuklir dalam hidrologi
Umumnya zat-zat radioaktif dalam hidrologi
(ilmu tentang tata air) digunakan sebagai perunut atau penelusur yaitu zat
radioaktif itu dimasukkan ke dalam sistem misalnya aliran sungai kemudian
tingkah lakunya dapat diikuti atau ditelusuri dengan alat-alat detektor
misalnya Geiger Muller. Contoh lain adalah zat-zat radioaktif dapat mendeteksi
kebocoran pipa penyalur yang terbenam dalam tanah. Cara ini dapat juga
digunakan misalnya untuk mengukur air tanah, tentang arah kecepatan air dan
debit air tanah.
f.
Komunikasi
Pada tahun 1962, dunia dikejutkan oleh
penemuan baru berupa siaran TV dan Radio melalui angkasa luar atau satelit
buatan, dengan komunikasi melalui satelit ini maka hubungan antara manusia dan
seluruh dunia menjadi makin mudah.
Perkembangan dunia komunikasi contohnya
sebagai berikut:
1)
Percetakan
2)
Telegrafi
3)
Telepon
4)
Radio
5)
Cinema atau gambar hidup
6)
Televisi
7)
Satelit komunikasi
2.
PERKEMBANGAN IPA DAN TEKNOLOGI BAGI KEHIDUPAN MANUSIA
a.
Perkembangan IPA dan Teknologi dalam Penyediaan Pangan, Sandang dan Papan
1)
Penyediaan pangan
Perkembangan IPA dan teknologi dalam
penyediaan pangan melahirkan panca usaha tani yang merupakan program pemerintah
meliputi: varitas unggul, pupuk, pestisida, pola tanam dan pengairan.
Varitas unggul merupakan pilihan utama dari
biji yang pada penanaman diharapkan akan diperoleh buah yang unggul. Pupuk
merupakan bahan makanan pokok dari tanaman. Pestisida merupakan suatu bahan
kimia yang digunakan untuk memberantas hama dan penyakit yang merusak tanaman
sehubungan dengan usaha-usaha mempertinggi produksi. Pola tanam yang teratur,
mempermuda pemeliharaan demikian pula dengan adanya bendungan atau waduk-waduk
beserta saluran primer, sekunder dan drainase yang memadai memberikan pengairan
yang teratur pula, sehingga tanaman tumbuh dengan baik diharapkan akan
diperoleh hasil yang memuaskan.
Disamping Panca Usaha Tani dalam penyediaan
bahan pangan, sumber hayati laut merupakan sumber protein dimana negara kita
terdiri dari deretan pulau. Teknologi penjaringan serta teknologi up welling
akan menjadi lebih mudah dalam penangkapan ikan.
2)
Penyediaan sandang
Teknologi material dari perkembangan berbagai
macam polimer seperti serat-serat sintetis yang digunakan sebagai bahan pakaian
seperti tetoron, dakron, poliester, tetrek, dan sebagainya yang terdapat
disetiap toko pakaian, ekonomi dan lebih kuat daripada bahan pakaian yang
dibuat dari serat alam seperti kapas, sutera, dan sebagainya.
Dalam hal perhiasan, perkembangan IPA dan
teknologi telah dapat dibuat intan sintetis, berdasar dari struktur intan
mengubah struktur heksagonal dari karbon grafit menjadi struktur tetragonal
dari intan.
3)
Penyediaan papan
Salah satu kebutuhan manusia adalah pemukiman,
untuk mengurangi kepadatan penduduk, kemajuan IPA dan teknologi telah berhasil
membuka lahan untuk pemukiman.
b.
Perkembangan IPA dan Tekologi dalam Peningkatan Kesehatan
Cangkok mata, cangkok jantung serta penggunaan
perunut radioaktif yang menunjukkan tempat-tempat sakit sudah diketahui dan
menjadi kenyataan. Di bidang kedokteran sedang dilakukan perancangan organ
buatan yakni alat buatan manusia yang dapat ditanam di dalam tubuh untuk
menggantikan bagian-bagian sistem yang tak dapat bekerja lagi dengan baik,
terutama organ manusia yang paling vital ialah jantung. Namun bahan yang sempurna
untuk jantung buatan belum ditemukan.
c.
Perkembangan IPA dan Tekologi dalam Penyediaan Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja,
dengan perkembangan IPA dan teknologi proses pengilangan minyak bumi dan
pengambilan biji dapat lebih efisien, sehingga produksinya meningkat.
Di samping dari sumber daya alam yang tak
dapat diperbarui, perkembangan IPA dan teknologi memanfaatkan energi dari
sumber daya alam yang dapat diperbarui atau sumber daya alam yang terus-menerus
ada seperti energi angin, pasang surut, matahari, dan sebagainya. Misalnya,
tenaga angin dapat digunakan untuk memutar kincir, sehingga dapat diperoleh air
maupun listrik, juga energi pasang surut tenaga panas bumi dan yang lainnya
dapat diubah menjadi energi-energi yang diperlukan.
d.
Perkembangan IPA dan Tekologi dalam Perkembangan Industri
Perkembangan industri yang semula di Eropa
kemudian menjalar ke Amerika dan sebagian ke Asia maju dengan pesat, karena
masyarakat mengharapkan kesejahteraan ekonomi yang meningkat untuk masa depan sehingga
timbullah revolusi industri pertama.
Perkembangan industri berikutnya, sejalan
dengan perkembangan IPA dan teknologi dengan ditemukannya transistor timbullah
revolusi industri kedua yakni zaman kendali otomatis. Kini mesin tidak lagi
dijalankan oleh manusia, melainkan oleh mesin lainnya.
3.
PERBANDINGAN IPA DAN TEKNOLOGI DI BERBAGAI NEGARA DALAM PERSPEKTIF SEJARAH
a.
Perkembangan IPA dan Teknologi di Berbagai Negara untuk Memperlihatkan
Betapa Erat Hubungan antara IPA dan Teknologi
Negara-negara maju memerlukan waktu untuk
mengembangkan tradisi dalam penelitian IPA dan pengembangan teknologi.
Perbedaan yang nampak nyata antara negara maju dan negara berkembang adalah
perbandingan jumlah manpower. Moravozik dalam bukunya “Science Development”
menuliskan statistik Scientist per sejuta penduduk, dapat dilihat pada tabel di
bawah ini:
TABEL STATISTIK PERBANDINGAN MANPOWER SCIENTIST
DI SUATU NEGARA
No.
|
Negara
|
Scientist per sejuta penduduk
|
1.
|
Amerika Serikat
|
2.500
|
2.
|
Jepang
|
1.400
|
3.
|
Jerman
|
1.100
|
4.
|
Inggris
|
1.000
|
5.
|
Kanada
|
900
|
6.
|
Korea
|
230
|
7.
|
Argentina
|
194
|
8.
|
Kuba
|
150
|
9.
|
Brazil
|
70
|
10.
|
Meksiko
|
57
|
Pola pengembangan melalui pusat-pusat penelitian ini pula
yang merupakan pola pengembangan ilmu pengetahuan alam di negara-negara Eropa
dan AS. Mengembangkan pola pengembangan IPA dan teknologi yang tepat dan menanamkan
komitmen padanya merupakan masalah pokok bagi generasi mendatang.
b.
Permasalah Alih Teknologi dari Suatu Negara dan Negara lain
Yang merupakan hambatan utama ialah kurangnya
tenaga-tenaga ilmiah di negara berkembang. Selama negara berkembang belum dapat
membangun masyarakat ilmiahnya, pemindahan teknologi belum dapat dilakukan
bahkan telah sering terdengar tentang kegagalan yang dialami beberapa negara
dalam mempergunakan teknologi modern dari negara maju, maka beberapa negara
tertentu mencoba mengejar ketinggalannya.
Teknologi pada hakikatnya adalah alat yang
dapat membantu manusia dalam fase pelaksanaan untuk mencapai suatu tujuan.
Secara ilmiah makna tahap pelaksanaan ini harus didahului oleh fase penalaran
yang mencakup pola pemikiran yang akan dilakukan untuk memecahkan masalah.
Pengembangan teknologi bukan saja harus
didukung oleh pengetahuan mengenai teknologi, tetapi yang lebih penting harus
didukung oleh cara berpikir yang berorientasi pada ilmu.
Soal Latihan
I. Pilihan Ganda
1.
Sesuatu yang dapat memindahkan materi dari
suatu tempat ke tempat lain,
bisa berbentuk panas, gerak, cahaya, tenaga kimia,
tenaga atom
disebut.........
a. Materi c.
Gaya e. Aliran
listrik
b. Energi d.
Tenaga
II. Essay
1.
Jelaskan
bagaimana prinsip pembangkit listrik tenaga air bisa bekerja?
2.
Sebutkan
dan jelaskan bagaimana perkembangan IPA dan teknologi penyediaan sandang,
pangan dan papan?
IPA, Teknologi, dan Kelangsungan Hidup Manusia
Pengantar
Ilmu
pengetahuan (sains) dan teknologi merupakan faktor-faktor penting dalam
pembentukan masyarakat dan kebudayaan. Di masa lampau, teknologi berperan untuk
mengubah dan menguasai dunia fisik, sedangkan sains terutama digunakan untuk
memahami kejadian-kejadian dunia fisik tersebut.
Penggunaan
teknologi modern telah dapat mempercepat laju
pembangunan, namun penggunaannya tanpa hati-hati dan tanpa kendali telah
dirasakan mulai menimbulkan masalah. Krisis energi, makin langkanya beberapa
sumber daya dan bahan, polusi lingkungan dan pengendalian senjata nuklir
merupakan akibat dari tiadanya pembatasan dalam penggunaan teknologi. Sains dan
teknologi diperlukan bukan saja untuk usaha-usaha menaikan produksi, melainkan
juga terutama untuk membuat kenaikan produksi menjadi kumulatif dan
self-sustaining.
Masalah pokok dunia di masa mendatang adalah keterbatasan sumber-sumber
daya alam dan energi, dan masalah peledakan penduduk dengan segala
konsekuensinya. Masalah-masalah itu harus ditanggulangi dengan menggunakan ilmu
pengetahuan dan teknologi. Kelangkaan sumber-sumber daya mengharuskan kita
mencari bahan-bahan dan sumber-sumber alternatif yang hingga kini belum
dimanfaatkan.
Ruang angkasa, garis depan tak terbatas
Eksplorasi ruang angkasa secara ilmiah menggunakan
satelit-satelit. Sebuah satelit yang mengorbit mengelilingi dunia dapat
“melihat” ke berbagai arah: melihat ke dunia, ke atmosfer dengan awan-awannya,
atau radiasinya; melihat ke luar angkasa jauh matahari, planet,
bintang-bintang, galaksi-galaksi, dan sumber pancaran radiasi yang tidak nampak
oleh manusia di bumi; satelit juga dapat melihat ke sekitar langsung dari
dirinya sendiri. Secara singkat dapat dikatakan bahwa:
1.
Satelit yag ditunjukkan kepada dunia melakukan pengukuran radiasi, selimut
awan, sifat listrik dan kimia atmosfer atas.
2.
Satelit ditujukan ke arah ruang angkasa luar mengukur radiasi, sifat-sifat
radiasi, dan sumbernya terutama matahari, radiasi ultraviolet dari
bintang-bintang, radiasi sinar gamma dari ruang angkasa; radiasi infra merah,
sinar tampak dan ultraviolet dari planet-planet.
3.
Satelit yang ditujukan untuk meneliti keadaan sekitarnya sendiri, mengukur
zarah-zarah bermuatan, meteorid-meteorid kecil, radiasi berbagai macam dan
aktivitasnya, kerapatan udara, suhu, medan-medan listrik, magnit, dan
gravitasi.
Kecuali satelit digunakan pula balon, kapal terbang,
“sounding rocket” dan “space balon”. Penemuan penting pertama di dalam abad
ruang angkasa ini adalah ditemukannya sabuk radiasi Van Allen, yaitu adanya
zarah-zarah bermuatan di garis-garis gaya magnetik yang membentang ke angkasa
luar diantara kutub-kutub magnit bumi. Kegunaan-kegunaan praktis ruang angkasa
antara lain adalah untuk telekomunikasi dengan menggunakan gelombang radio
“quasi optical”. Satelit komunikasi berfungsi sebagi antena tinggi sehingga
lingkup cakupannya dapat mencapai sebagian besar dari dunia.
Masalah pemilihan sumber daya energi
Energi diperlukan untuk mendukung pembangunan yaitu untuk
menopang ekonomi, kesehatan, dan kemakmuran masyarakat. Akibat dari kenyataan
ini adalah bahwa data konsumsi energi kerap kali dipakai sebagai indeks
kemajuan suatu negara. Dengan adanya krisis energi, maka hampir setiap negara
harus mengembangkan semua sumber daya energi yang dimilikinya dan merencanakan
dengan penggunaan sumber daya-sumber daya tersebut. Teknologi pemanfaatan
beranekaragam sumber daya tersebut belum sepenuhnya dikembangkan orang, seperti
misalnya penemuan energi sinar surya dan energi nuklir fusi kini belum tersedia
teknologi penemuannya. Dari berbagai sumber daya energi dapat dikemukakan
resiko bahayanya sebagai berikut:
Bahan bakar fosil: diperoleh dengan penambangan yang
memberi resiko pekerjaan yang bersifat fatal, resiko penyakit dan kecelakaan.
Lingkungannya pun dapat rusak tercemar karena pembakatan bahan bakar fosil
menghasilkan gas-gas yang mengandung zat-zat organik dan anorganik yang
membahayakan.
Bahan bakar nuklir: penambahan uranium dan
pengangkutannya ke pusat pembangkit nuklir, resikonya serupa dengan pengusahaan
bahan bakar fosil.
Sumber daya tenaga air: merupakan sumber daya yang dapat
diperbarui, dimanfaatkan dengan teknologi paling bersih dalam artian yang
menyangkut polusi. Namun ada bahayanya, misalnya menyangkut banjir, karena
bendungan pecah dan kemungkinan timbulna vektor-vektor penyakit dalam air yang
membawa penyakit-penyakit parasit dengan konsekuensi terjadi epidemi wabah.
Sumber daya energi baru lain: termasuk tenaga surya,
tenaga angin panas geotemis, dan biogas, ini dapat dimasukkan kategori
teknologi fusi nuklir. Resikonya bersifat fatal dan kecelakaan yang berhubungan
dengan produksi bekalan bahan baku maupun konstruksi dan pengelolaan pembangkit
tenaga. Sebagai produk sampingan diperoleh zat-zat berbahaya seperti timah
hitam dan asam dari batere listrik, produksi uap ikatan sulfur dan aresen pada
limbah usaha geotermal.
Energi yang diperoleh setempat: diambil dari sumber daya
pedesaan seperti pembakaran kayu bakar, tinja hewan kering, dan limbah
pertanian lain (jerami misalnya).
Timbulnya zat-zat toxik dan karsinogen yang dapat menimbulkan penyakit
terterntu dan kanker. Pencari kayu di hutan dapat digigit ular atau satwa liar
lain.
Pengendalian bahaya-bahaya di atas memerlukan aplikasi
sains dan teknologi.
1. USAHA MENCARI SUMBER DAYA ENERGI
NON-KONVENSIONAL
a.
Energi Matahari
Matahari merupakan sumber energi yang tak habis-habisnya.
Manusia membutuhkan energi matahari tidak sekadar untuk sumber makanan yang
tersimpan dalam tumbuhan maupun hewan. Pemanfaatan energi matahari salah
satunya yaitu listrik dari cahaya matahari.
b. Energi Panas Bumi
Energi geotermal atau energi panas bumi adalah energi
yang berasal dari inti bumi. Energi geotermal yang bisa dimanfaatkan saat ini
adalah panas bumi yang berasal dari magma.
Pada dataran tinggi yang mempunyai gunung berapi biasanya
terdapat sumber-sumber air panas atau semburan-semburan ke atas permukaan bumi
yang disebut geyser. Ini menunjukkan bahwa di dalam gunung api terdapat
kubangan air yang terkena panas. Kubangan air di dalam tanah itu mempunyai
titik didih yang tinggi. Pemboran pada dataran tinggi yang memiliki kubangan
air yang mempunyai tekanan lebih dari 1 atmosfer akan timbul semburan yang kuat
sekali. Yang keluar dari pemboran itu dapat berupa gas atau uap air panas, atau
air panas tergantung dari letaknya.
Bila yang menyembur keluar itu uap air panas, sangat
menguntungkan karena dapat langsung dimanfaatkan untuk memutar turbin uap yang
akan memperoleh energi listrik. Tetapi bila yang keluar adalah air panas, maka
penggunaan untuk pembangkit listrik tidak bisa secara langsung. Air panas itu
baru dapat digunakan untuk menguapkan amoniak, yang selanjutnya dapat digunakan
untuk memutar turbin. Kemudian zat amoniak itu dapat diperoleh kembali dengan
jalan kompresi dan proses pendinginan. Air panas itu dapat juga dimanfaatkan
untuk keperluan lain.
c.
Energi Angin
Udara yang bergerak disebut angin, dapat
terjadi karena perbedaan tekanan di suatu tempat dengan tempat yang lain.
Pemanfaatan angin merupakan salah satu cara menghemat energi yang berasal dari
minyak bumi. Energi angin bisa untuk menggerakan perahu layar sehingga terjadi
penjelajahan laut dari satu negara ke negara lain. Pada saat ini Jakarta pun
telah dimulai pemanfaatan energi angin untuk menggerakkan pompa-pompa air guna
mendapatkan air bersih di beberapa kampung.
Energi angin dapat dimanfaatkan untuk diubah
menjadi energi listrik yang prinsipnya sangat sederhana, yaitu angin
“ditangkap” oleh baling-baling atau katakanlah rotor bersayap. Pengubahan
energi angin menjadi energi listrik ini sangat menguntungkan untuk
tempat-tempat yang memang terdapat angin banyak. Angin juga merupakan salah
satu energi alternatif pengganti minyak bumi.
d.
Energi Pasang Surut
Energi pasang surut bersumber dari tenaga yang
ditimbulkan oleh daya tarik antara bumi dengan bulan. Karena adanya gaya tarik
menarik tersebut maka bagian bumi yang berhadapan dengan bulan akan tertarik.
Hal ini akan terasa akibatnya pada air laut yang menjadi pasang.
Di daerah pasang surut yaitu daerah pantai,
dipasang semacam dam atau bendungan air. Air laut yang pasang akan masuk ke
dalam danau buatan itu melalui pintu-pintu air yang dapat diatur pembukaannya.
Demikian pula pada saat air surut; air dari danau buatan itu mengalir kembali
ke laut melalui pintu-pintu itu lagi. Pada pintu-pintu air itulah dipasang
turbin air untuk menggerakkan generator pembangkit listrik. Jadi, baik pada
saat pasang maupun surut arus air itu dimanfaatkan untuk menggerakkan generator
listrik. Jelas energi pasang surut tidak ada batasnya, selama bulan masih setia
menjadi satelit bumi.
e.
Energi Biogas
Yang dimaksud biogas di sini adalah gas yang
dihasilkan dari sisa-sisa jasad hidup yang diuraikan oleh bakteri pengurai
melalui proses pembusukan penguraian. Gas yang timbul dari hasil penguraian
sebagian besar adalah methal (CH4) yang sangat mudah terbakar. Gas
lainnya adalah karbondioksida (CO2) yang merupakan kira-kira
seperempat bagian. Gas lain yang ditimbulkan jumlahnya sangat sedikit, antara
lain karbonmonoksida (CO) yang mudah terbakar dan beracun. Nitrogen yang sama
sekali tidak berbahaya tetapi tidak berguna karena tidak dapat dibakar dengan
udara, dan gas hidrogen sulfida (H2S) yang juga dapat dibakar dan
berbau seperti telor busuk.
Untuk menghilangkan bau gas dan menaikkan mutu
gas, maka biogas dicuci dengan jalan mengalirkannya melalui air yang dibubuhi
sedikit kapur. Dengan pencucian ini bau gas yang tak enak menjadi hilang, dan
gas CO2 yang tak berguna untuk bahan bakar terserap oleh air
sehingga biogas yang diperoleh akhirnya dapat dibakar dengan hasil panas yang
tinggi. Biogas kemudian ditampung dalam tangki penampung gas dan dapat dialirkan
ke rumah untuk memasak, untuk pabrik tahu atau untuk keperluan lain. Teknik
pembuatan maupun penggunaan biogas ini masih dalam tahap penelitian.
f.
Energi Biomassa
Biomassa adalah segala jasad hidup yang dapat digunakan
untuk menghasilkan energi bila dibakar, yaitu berupa sampah-sampah organik
sebagai sisa-sisa produksi pertanian. Pengambilan energi dari biomassa
prinsipnya adalah membakar biomassa itu dalam tungku pembakar. Panas yang
timbul digunakan untuk mendidihkan air, dari air mendidih itu timbul uap air
yang dapat digunakkan untuk menggerakkan turbin uap. Selanjutnya turbin uap ini
dapat menggerakkan generator listrik. Energi listrik dapat didistribusikan
untuk berbagai macam keperluan.
2. USAHA MANUSIA UNTUK MELESTARIKAN HIDUPNYA
Salah satu cara yang paling ampuh untuk mengatasi masalah kependudukan
adalah membatasi laju pertumbuhan penduduk. Keikutsertaan kita semua dalam
program KB merupakan iuran kita semua untuk kelestarian manusia di muka bumi
yang hanya satu ini.
Lingkungan hidup itu termasuk hubungan antara manusia dengan lingkungannya,
baik biotik maupun abiotik. Jadi, termasuk hubungan antarmanusia itu sendiri.
Kunci pokok untuk memahami permasalahan lingkungan hidup adalah pemahaman akan
konsep-konsep ekosistem.
Keunggulan Ilmu Alamiah dan Teknologi dalam bidang komunikasi sebenarnya
tergantug pada manusia itu sendiri yang berada atau yang menguasai alat itu.
Yang penting adalah moral manusia, karena moral itu menentukan langkah-langkah
manusia ke arah yang baik atau buruk.
3. RANGKUMAN
a.
Usaha manusia untuk masa mendatang
Mencari sumber daya energi non-konvensional
1. Energi matahari: cahaya matahari dapat diubah menjadi energi
listrik dengan jalan menangkap cahaya matahari itu dengan beribu-ribu fotosel.
Fotosel dapat dibuat dari silikon yang dilapisi satu sisinya dengan boron dan
sisi yang lain dengan arsen. Untuk mendapatkan voltase yang tinggi dan arus
yang kuat, ribuan fotosel itu dihubungkan secara seri paralel. Energi cahaya
matahari dapat juga diubah menjadi energi panas dengan pertolongan cermin
cekung, sedangkan intensitas cahaya matahari yang datang ke cermin itu
dipertinggi dengan memantulkan cahaya matahari dari tempat lain (suatu tebing)
dengan menggunakan cermin datar.
2. Energi panas bumi: panas dari gunung berapi bersumber dari
magma. Bila dekat magma itu terdapat cadangan air, maka air itu akan
mendapatkan panas. Rembesannya ke permukaan dapat berupa sumber air panas,
semburan uap atau seburan air panas. Bila dilakukan pemboran di tempat itu akan
didapat uap air panas yang menyembur atau air panas saja tergantung pada
kondisi cadangan air, letak pemboran, dan sebagainya. Panas bumi berupa uap air
panas itu dapat digunakan untuk menggerakkan turbin yang dapat menggerakkan
generator listrik.
3. Energi angin: langsung dapat diubah menjadi listrik dengan
menggunakan kincir angin yang dihubungkan dengan generator listrik.
4. Energi pasang surut: dapat dimanfaatkan dengan menggunakan dam
dengan pintu-pintu air yang dapat diatur pembukaannya. Pada saat air laut
pasang naik, maka air laut itu akan keluar, juga melalui pintu-pintu air. Di
pintu air itulah dipasang turbin yang dapat menggerakkan generator listrik.
5. Energi bigas: pada prinsipnya adalah memanfaatkan sampah dari jasad
hidup dengan cara pembusukan dengan pertolongan bakteri pengurai. Bakteri itu
didapatkan dari kotoran kerbau atau sapi. Gas yang sebagian besar adalah gas
metan yang dapat dibakar untuk kompor di dapur atau untuk keperluan lain.
6. Energi biomassa: yang digunakan sebagai bahan bakar adalah
sampah organik. Panas yang timbul dipakai untuk memanaskan air/ketel uap. Uap
yang timbul dipakai untuk menggerakkan generator listrik.
b.
Usaha manusia untuk pelestariannya
Empat masalah yang menonjol yang perlu
ditanggulangi demi kelestarian hidup manusia di masa mendatang adalah:
1. Masalah energi pengganti minyak bumi,
2. Penggunaan teknologi yang tepat guna dengan
mengurai dampak negatifnya,
3. Masalah laju pertumbuhan penduduk yang harus
ditanggulangi, antara lain dengan KB,
4. Masalah kelestarian lingkungan hidup yang merupakan
tanggungjawab dan diusahakan bersama.
Keempat masalah itu merupakan empat kunci
pokok dalam pelestarian kehidupan manusia pada masa mendatang.
Soal Latihan
I. Pilihan Ganda
1.
Gas
yang dihasilkan dari sisa-sisa jasad hidup yang diuraikan oleh bakteri pengurai
melalui proses pembusukan penguraian adalah.........
a. Energi Matahari c. Energi Biomassa e. Energi Angin
b. Energi Panas Bumi d. Energi Biogas
II. Essay
1.
Jelaskan bagaimana resiko bahayanya pemilihan sumber daya energi dari bahan
bakar fosil dan bahan bakar nuklir?
2.
Sebutkan
masalah yang menonjol yang perlu ditanggulangi
demi kelestarian hidup manusia di masa mendatang?
