Mesin Konversi Energi: Pengertian dan Jenis Mesin Konversi Energi

Energi memiliki arti sesuatu sifat abstrak yang sukar dibuktikan akan tetapi dapat dirasakan keberadaanya. Hukum Termodinamika Pertama menyebutkan bahwa energi bersifat kekal. Sehingga energi tidak dapat diciptakan dan dimusnakan, akan tetapi dapat berubah bentuk (dikonversi) dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. 

Sedangkan hukum kekekalan energi (HKE) menyebutkan bahwa energi tidak dapat di musnahkan, tetapi dapat dirubah kedalam bentuk yang lain dan dimanfaatkan untuk kepentingan energi. 

SIFAT-SIFAT ENERGI 

Berikut ini merupakan sifat-sifat energi secara umum adalah : 

1. Transformasi energi, berarti energi dapat diubah menjadi bentuk lain. Contohnya adalah energi panas pembakaran menjadi energi mekanik mesin, proses perubahan energi atau konversi energi pada turbin dan pompa. 
2. Transfer energi, berarti energi panas (heat) dapat ditransfer dari tempat satu ke tempat lain atau dari material ke material lain. 
3. Energi dapat berpindah ke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkan pergeseran, sering juga disebut dengan energi mekanik. 
4. Energi bersifat kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. 

BENTUK-BENTUK ENERGI 

Sedangkan bentuk-bentuk energi lain dijelaskan di bawah ini : 

1. Energi Kinetik 

Merupakan energi suatu benda dikarenakan bergerak dengan kecepatan V. Contohnya mobil yang bergerak, benda jatuh, dsb. 

2. Energi potensial 

Merupakan energi yang tersimpan pada benda karena kedudukannya. Contoh, energi potensial pada mobil karena ketinggiannya dari permukaan dijalan menurun. 

3. Energi mekanik 

Merupakan energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potesial. Adapun energi atau kerja mekanik pada mesin-mesin panas adalah kerja yang dihasilkan oleh proses ekspansi atau kerja yang dibutuhkan proses kompresi. Contohnya turbin air akan mengubah energi potensial menjadi energi mekanik untuk memutar generator listrik. 

4. Energi Listrik 

Merupakan energi yang berkaitan dengan arus elektron, dinyatakan dengan watt-jam atau kilo watt-jam. Arus listrik dapat mengalir apabila penghantar listrik dilewatkan pada medan magnet. Bentuk transisinya adalah aliran elektron yang melalui konduktor jenis tertentu. 

5. Energi Elektromagnetik 

Merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik. Energi radiasi dinyatakan dengan satuan energi yang sangat kecil, yakni elektron volt (eV) atau mega elektron volt (MeV), yang juga digunakan dalam evaluasi energi nuklir. 

6. Energi Kimia 

Merupakan energi yang keluar karena hasil interaksi elektron di mana dua atau lebih atom/molekul yang berkombinasi sehingga dapat menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia dapat terjadi dalam bentuk energi tersimpan. 

7. Energi Nuklir 

Merupakan energi dalam bentuk energi tersimpan yang dilepas karena interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi dilepas oleh hasil usaha partikel dalam memperoleh kondisi yang lebih stabil. Satuan yang digunakan adalah juta elektron reaksi. Reaksi nuklir dapat terjadi peluruhan radioaktif, fisi, dan fusi. 

8. Energi Termal 

Merupakan bentuk energi dasar dimana semua energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas. Contohnya adalah pada panas bumi.

9. Energi Angin 

Merupakan energi yang tidak akan habis, material utama berupa angin dengan kecepatan tertentu yang mengenai turbin angin sehingga menjadi gerak mekanik dan listrik. Contohnya adalah turbin angin untuk menggerakan generator.

DEFINISI MESIN KONVERSI ENERGI

Mesin merupakan suatu pesawat yang menghasilkan suatu gerak/kerja. Pada uraian diatas, dapat disimpulkan bahwa mesin konversi energi adalah suatu alat yang mengubah suatu energi menjadi energi yang lain sehingga akan menghasilkan suatu kerja/usaha yang dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. 

JENIS MESIN KONVERSI ENERGI 

Terdapat berbagai macam jenis mesin konversi energi yang dapat kita manfaatkan dalam kehidupan sehari-hari terutama dalam bidang otomotif. Berikut ini beberapa mesin konversi energi, diantaranya adalah: 

1. Motor Bakar 

Merupakan mekanisme/konstruksi yang merubah energi panas menjadi energi gerak/mekanis. Energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar dalam sistem konversi energi akan menghasilkan energi mekanik yang berupa dorongan atau tekanan kepada piston yang diteruskan melalui connecting rod ke crankshaft sehingga akan terjadi gerak rotasi pada crankshaft. 

Berikut pembagian motor bakar dilihat dari cara perolehan energi panasnya:

a. Motor pembakaran dalam (internal combostion chamber)

Motor pembakaran dalam atau internal combostion chamber adalah motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi dalam mesin itu sendiri dan panas dari hasil pembakaran terjadi langsung diubah menjadi energi gerak oleh sistem langsung. Contohnya: mesin bensin, mesin diesel, mesin jet. 

b. Motor pembakaran luar (external combostion chamber)

Motor pembakaran luar atau external combostion chamber adalah motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi diluar mesin itu sendiri, sehingga dalam melakukan pembakaran diperlukannya mesin tersendiri, dan panas hasil pembakaran bahan bakar tidak akan langsung diubah menjadi energi gerak melainkan melalui media penghantar untuk kemudian diubah menjadi energi gerak. Contohnya: mesin uap, turbin uap. 

2. Kompressor 

Kompresor adalah alat untuk mengkompresikan udara dan memampatkan udara dan penghasil udara mampat untuk keperluan tertentu. Karena terjadi proses pemampatan, maka memiliki tekanan udara yang lebih tinggi dibanding udara disekitarnya. 

Mekanisme kerja kompresor adalah udara bebas diisap oleh piston pada kompresor melalui gerak turun piston dari TMA ke TMB (disebut langkah hisap). Kemudian piston mendorong udara yang telah dihisap ke tabung penampungan udara melalui mekanisme katup, udara yang masuk disimpan dalam tabung penampung. Bergeraknya piston karena poros engkol dihubungkan dengan puly, puly dihubungkan dengan motor listrik untuk kompresor listrik dan dihubungkan dengan motor bensin untuk kompresor bensin dan udara padat dalam tabung penampungan digunakan dengan kebutuhan sistem yang dipakai. 

Contoh: Distem Pneumatic, rem angin, dan lainnya. 

3. Motor Listrik 

Motor listrik adalah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik yang digunakan dalam memutar pompa, memutar kipas angin, mengerakan kompresor, mengangkat material, memutarkan blower, dan sebagainya. 

Sedangkan elektromagnet adalah medan magnet yang dihasilkan oleh adanya aliran arus listrik pada konduktor atau koil. 

Prinsip kerja dari motor listrik adalah sesuai dengan kaidah hukum fleming (kaidah tangan kiri). Dimana Jari telunjuk sebagai simbol arah medan magnet; Jari tengah sebagai simbol arah arus pada konduktor, dan ibu jari sebagai simbol arah gaya magnet pada konduktor. 

4. Turbin gas 

Suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida dalam memutar turbin dengan pembakaran internal. Dalam turbin gas energi kinetik diubah menjadi energi mekanik dengan udara bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya. 

Sistem turbin yang paling sederhana terdiri dari kompresor, ruang bakar dan turbin. Adapun prinsip kerja secara singkat adalah udara masuk ke dalam kompresor melalui saluran masuk udara. Kompresor berfungsi mengisap dan menaikan tekanan udara sehingga temperatur udara juga meningkat, sebelum masuk ke dalam ruang bakar. 

Dalam ruang bakar terjadi pembakaran dikarenakan adanya udara bertekanan dengan bahan bakar, proses berlangsung pada tekanan tetap dan ruang bakar hanya untuk menaikan temperatur.

Gas dari hasil pembakaran dialirkan ke turbin gas melalui nozzle yang berfungsi dalam mengarahkan aliran ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas digunakan untuk memutar kompresor sendiri dan beban lain seperti generator listrik dan lainnya. Gas buang dari hasil kerja akan diteruskan keluar melalui saluran buang. 

5. Refrigirasi 

Mesin ini secara umum digunakan dalam mengkondisikan udara suatu ruangan agar terasa nyaman sesuai dengan yang diinginkan. Mesin ini biasa disebut dengan air conditioning atau AC, dimana AC menjadi sebuah kebutuhan yang vital baik dikendaraan alat berat, kendaraan ringan, maupun rumah tangga. 

6. Solar Cell 

Solar cell merupakan alat yang digunakan dalam mengubah energi panas matahari menjadi energi listrik untuk kemudian energi listrik tersebut digunakan sesuai kebutuhan. 

Sekian pembahasan kali ini mengenai  mesin konversi energi dan jenis-jenisnya. Semoga dapat bermanfaat.