ENERGI DAN MATERI

Energi dan Materi

Perilaku energi sebenarnya tidak hanya terjadi di dalam tubuh manusia, tetapi perilaku energi juga terjadi di dalam ekosistem. Perilaku energi di dalam suatu ekosistem adalah sama seperti yang terjadi di alam lingkungan kehidupan kita pada umumnya. Dengan demikian maka hukum-hukum termodi­namika juga dapat berlaku di dalam ekosistem ataupun di lingkungan dimana kita berada atau di alam luas.

 Dalam rantai makanan, materi dan energi mengalir dari makhluk yang dimakan ke yang memakan. Perbedaan antara aliran materi dan energi  adalah terletak pada aliran itu sendiri, dimana  materi atau bahan mempunyai aliran berupa daur. Sedangkan  arus energi mengalir satu arah. Sebagai contoh adalah sebagai berikut :

Ada dua macam bentuk energi yaitu : (1) energi kinetik dan (2) energi potensial. 

a). Energi kinetik

Energi kinetik adalah  energi yang melakukan gerak dan menghasilkan daya untuk bekerja.  Contoh energi kinetik adalah energi panas hasil pembakaran bahan bakar di kendaraan bermotor yang dapat menggerakkan roda sehingga mobil berjalan, pesawat dapat terbang dan lain-lain.

b). Energi  potensial

Energi potensial adalah energi dalam bentuk diam tidak bekerja atau dalam keadaan istirahat. Contoh energi potensial adalah bahan bakar seperti : bensin, solar, minyak tanah, batu bara, kayu dan lain sebagainya.

Energi potensial dapat dihimpun melalui peristiwa perpindahan energi (transformasi energi) misalnya dari energi matahari diserap oleh tumbuhan berdaun hijau (berklorofil) dan dirubah menjadi energi kimia (proses fotosintesis) dan kemudian membentuk dan menyusun materi (berupa buah, biji, batang, perkembangan pohon), sehingga materi pohon berupa kayu, daun, buah sekarang telah berubah menjadi energi potensial. Apabila kayu dibakar, maka energi potensial di dalam kayu akan setara dengan energi kinetik yang dilepas berupa panas.  Hal seperti ini disebut sebagai reaksi eksotermik.  Sedangkan apabila energi dari lingkungan dimasukkan ke dalam suatu sistem dan terjadi reaksi sehingga energi tersebut menjadi energi yang lebih berdayaguna. Maka hal tersebut  disebut sebagai reaksi endotermik, misalnya pada proses fotosintesis.  Kedua reaksi tersebut merupakan wujud pelaksanaan hukum termodinamika I dimana energi tidak dapat diciptakan tetapi hanya berubah bentuk saja

Perlu diketahui bahwa bahan-bahan (materi) yang tidak menghasilkan energi akan mengalami siklus atau daur ulang, sedangkan energi selalu dipasok oleh matahari dan tidak mengalami siklus. 

Energi akan mengalir di dalam ekosistem melalui komponen biotik khususnya makhluk hidup yang  berklorofil seperti tumbuhan dan phytoplankton.  Sedangkan unsur-unsur kimia  di lingkungan kita seperti C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen), S (belerang) dan bahan-bahan anorganik lain akan mengalami daur ulang atau sirkulasi beberapa kali di antara komponen-komponen biotik dengan lingkun­gannya.  Dengan demikian maka materi yang tidak mengandung energi secara alami akan mengalami siklus atau daur ulang secara terus menerus. 

Energi pada umumnya hanya dapat digunakan sekali saja oleh suatu organisme atau populasi, artinya bahwa suatu energi yang telah dipakai tidak dapat digunakan kembali oleh organisme yang bersangkutan. Misalnya pada pagi hari kita makan pagi berupa nasi dan lauk pauknya, setelah energi makanan tersebut kita pakai maka kita tidak dapat lagi menggunakan energi sarapan pagi tadi untuk dimanfaatkan (digunakan kembali) pada sore atau malam harinya atau pada esok harinya. Sehingga untuk mendapatkan energi lagi, maka kita perlu makan lagi, yaitu makan siang, makan malam dan seterusnya. 

     Aliran energi dalam ekosistem

Energi dan materi dalam ekosistem selalu terjadi interaksi, perpindahan energi selalu dalam bentuk aliran yang mengalir satu arah yang disebut sebagai “aliran energi”, sedangkan perpindahan materi berlangsung membentuk siklus atau daur (bersirkulasi). Disini “aliran energi” dan “siklus materi” merupakan dua asas atau hukum umum yang berlaku dalam ekologi.   Energi akan mengalir terus dari sumber energi yaitu matahari,  sementara materi akan  mengalami siklus sebagaimana tersebut di atas.

sumber..! materi kuliah ekologi pertanian UNIB dosen Priono Prawito