Struktur Mikro dan Jenis Ikatan Dalam Bahan Padat

Data mengenai berbagai sifat logam yang mesti dipertimbangkan selama proses akan ditampilkan dalam berbagai sifat mekanik, fisik, dan kimiawi bahan pada kondisi tertentu. Untuk memanfaatkan data tersebut sebaik mungkin, perlu diketahui sifat asal logam yang menyebabkan logam menjadi kuat dan bagaimana sifat itu berubah selama proses produksinya.

Sifat bahan diperoleh dari hasil:

• Interaksi antar atom bahan;
• perilaku gugus-gugus atom tersebut (mungkin mempunyai struktur kristalin yang teratur);
• artibut yang berkaitan dengan gabungan gugus-gugus atom tersebut.

Untuk memperoleh pengertian mendasar mengenai sifat bahan, dalam artikel ini akan membahas pengaruh struktur atom, struktur kristalin, dan perilaku bahan dalam bentuk yang utuh.

Jenis Ikatan dalam bahan padat

Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif yang dikelilingi oleh sejumlah elektron (yang dianggap tidak bermassa), jumlah muatan elektron sama dengan muatan inti sehingga secara keseluruhan atom itu netral, dan tidak bermuatan. Elektron tersusun dalam beberapa tingkatan energi atau kulit energi. Kulit energi terluar mempunyai ikatan yang paling lemah dengan intinya. Kemampuan interaksi antar atom berkurang bila kulit terluar diduduki oleh delapan elektron. Atom yang tidak memiliki konfigurasi ini selalu berusaha untuk membentuk ikatan sedemikian rupa sehingga mencapai konfigurasi ini. Karakteristik inilah yang mendorong terbentuknya tiga jenis ikatan atom yaitu ikatan ionik, ikatan kovalen, dan ikatan logam.

Ikatan Ionik

Ikatan ionik terjadi antara atom logam dan atom bukan logam dan merupakan ikatan yang sangat kuat. Bahan dengan ikatan ionik mempunyai ciri: temperatur lebur tinggi, keras, dan rapuh. Ikatan ionik terbentuk bila atom oksigen menangkap dua elektron terluar atom magnesium. Dengan demikan, atom oksigen bertambah dua muatan negatif dan atom magnesium kehilangan dua elektron terluarnya sehingga mempunyai kelebihan dua muatan positif. Baik oksigen maupun magnesium kini memiliki delapan elektron pada kulit terluarnya dan mencapai keseimbangan kimiawi seperti gas mulia. Akan tetapi, kedua atom yang tadinya netral itu sekarang mempunyai muatan elektrostatik yang berlawanan dan inilah yang menghasilkan ikatan inoni.

Atom bermuatan sejenis tolak menolak, sedangkan atom dengan muatan berlawan an tarik menarik. Jadi, pada bahan utuh yang terdiri atas atomyang berikatan ionik, terbentuk struktur kristal dengan pola teratur dalam.tiga dimensi. Tiap atom dikeliingi oleh atom dengan muatan yang  berlawanan. Kekuatan senyawa seperti ini ditentukan oleh kekuatan ikatanelektrostatik antar atom tak sejenis, dan kerapuhannya ditentukan olehketahanan atom bermuatan terhadap usaha yang memaksanya menduduki posisi dekat dengan atom yang bermuatan sama. Oksida magnesium menentang gaya yang mendekatkan atom oksigen dan atom magnesium dengan atom sejenis. Bila gaya tersebut cukup besar, kristal akan retak.

lkatan Kovalen

Ikatan kovalen terjadi antara atom dengan empat elektron atau lebih pada kulit terluarnya, suatu kondisi yang dijumpai pada unsur bukan logam. Sebuah atom tak mungkin menampung semua elektron kulit terluar atom lain. Sekiranya hal itu terjadi, maka kulit elektron terluamya akan kelebihan (Jumlah ideal adalah delapan elektron). Bila terdapat empat elektron atau lebih pada kulit terluar, atom sedemikian rupa sehingga meraka dapat berbagi elektron luar, tampak gambar dibawah:

Pada gambar ini terlihat dua atom oksigen berbagi elektron sehingga setiap atom mempunyai delapan elektron. Ikatan antara bagian atom sangat kuat, tetapi ikatan antara pasangan lemah; demikan lemahnya sehingga oksigen tidak dapat beku dan membentuk kristal mencapai temperatur yang sangat rendah.

Bahan yang mempunyai ikatan kovalen dapat berbentuk gas, cairan, atau padatan dan ikatan ini merupakan ikatan yang kuat. Untuk penerapan bidang teknik, kita mengambil contoh yang relevan, misalnya karbon. Atom karbon mempunyai empat elektron pada kulit terluarnya. Agar jumlah elektron tersebut mencapai delapan,karbon dapat bersenyawa dengan atom karbon lainnya atau dengan empat buah atom berelektron tunggal (pada kulit terluar) seperti hidrogen. Dengan hidrogen, karbon akan membentuk metana (CH₄). Dengan dua atom yang mempunyai elektron ganda (pada kulit terluarnya) seperti oksigen), karbon membentuk dioksida karbon (CO₂).

Dengan atom karbon lain, akan terbentuk dua jenis kristal karbon. Bentuk pertama adalah intan. Intan mempunyai struktur kubik dengan atom pada posisi rangkaian tetragonal, sedangkan bentuk kedua mempunyai atom karbon dalam rangkaian bidang heksagonal dan disebut grafit. Grafit dikenal dengan sifat pelumasnya akibat susunan bidangnya yang dapat saling bergeseran. Walaupun atom karbon dikelilingi oleh delapan elektron, jenis ikatannya agak berbeda. Jarak antara bidang lebih besar dari pada jarak antar atom dalam bidang itu sendiri, sehingga gaya ikat antar bidang lemah.
Selain itu, ikatan semacam ini menggunakan tiga elektron per atom, sedangkan elektron keempat bebas atau dapat bergerak dalam bidang yang sejajar dengan kulit.

Atom karbon yang membentuk ikatan dengan atom lain seperti hidrogen sering kali membentuk rantai atau untai yang panjang. Ikatan antar atom yang sepeti ini (yang disebut di struktur polimer) tidak selalu mencerminkan sifat iktan kovalen karena, meskipun kuat, rantai juga fleksibel dan ikatan antar rantai yang berdekatan lemah.

Ikatan Logam

Dua pertiga dari unsur mempunyai kurang dari empat elektron pada kulit terluarnya. Meskipun jumlahnya memadai untuk mengimbangi muatan positif inti, bila dua jenis unsur ini membentuk ikatan, jumlah elektron masih kurang untuk membentuk ikatan keseimbangan kimia dan tidak dapat membentuk ikatan ionik atau ikatan kovalen. Dalam keadaan padat, unsur membentuk jenis ikatan yang lain sekali, yang menjadi ciri khas logam. Elektron pada kulit terluarnya satu logam bergerak sebagai awan melalui antar inti yang muatan positif bersama kulit elektron lainnya.

Inti beserta kulit elektron di bagian dalam dianggap sebagai bola keras yang tersusun padat dengan pola teratur, membentuk apa yang disebut susunan kristal. Hal ini dapat dilihat pada Gambar l.2.c. Susunan ion positif terikat menjadi satu oleh awan elektron bermuatan negatif membentuk ikatan khas yang disebut ikatan Iogam. Oleh karena ion tidak memiliki kecenderungan khusus untuk menempati lokasi tertentu, ion dapat bergerak dalam kisi kristal tanpa menggangu keteraturan pola. Selain itu, awan elektron dapat digerakkan ke arah tertentu oleh potensial listrik, dan menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik merupakan karakteristik khas logam. Pada kristal dengan ikatan aion, elektron terikat dan tidak bebas bergerak. Hanya bila potensial cukup tinggi (potensial tembus) elektron dapat ditarik lepas.

Ikatan dan Pengaruh Gaya Luar

Di samping kemampuan gerak elektron pada ikatan logam, Perbedaan besar lain antara ikatan logam dan ikatan lainnya terletak pada perilakunya bila dipengaruhi oleh gaya luar. Gaya kecil tak seberapa pengaruhnya terhadap ketiga jenis ikatan tersebut. Regangan atau perpanjangan yang terjadi lenyap bila gaya ditiadakan. Sifat ini disebut perpanjangan elastik atau kompresi elastik. Bila gaya cukup besar, pada ikatan logam dapat terjadi pergelinciran ion logam membentuk pola sejenis yang tetap bertahan meski gaya di tiadakan. Ini dimungkinkan karena semua ion memiliki sifat yang sama dan elektron tidak terikat pada atom tertentu. Sebaliknya, atom dengan ikatan ion menentang gerak luncuran tersebut karena antara ion dan elektron terdapat ikatan kuat. Oleh karena itu, bahan dengan ikatan ion cendrung rapuh.

Karena adanya kemampuan ini inti untuk saling meluncur, kristal dengan ikatan logam dapat dibentuk secara mekanik dan ikatan antar atomnya tetap kuat. Sifat ini disebut keuletan (ductility) atau kenyal bentuk dan merupakan karakteristik keadaan logam. Apa pun bentuk ikatannya, bahzn umumnya membentuk susunan tiga dimensi (atau struktur kristal) yang teratur dalam ruang. Ada empat belas jenis struktur, tetapi hanya empat yang biasanya ditemukan pada logam yang digunakan dalam penerapan keteknikan. Sel tunggal sederhana mewakili jumlah atom yang tak terhingga dalam susunan tiga dimensi kristal utuh.

Potensi Energi Terbarukan di Indonesia

Perlu digaris bawahi warning yang pernah di sampaikan oleh M. King Hubbert ¹⁶ 38 tahun yang lalu, yaitu bahwa batubara dan minyak bumi yang proses terbentuknya memerlukan waktu lebih dari 500 juta tahun, telah dihabiskan oleh populasi dunia sebanyak 2% batubara dunia hanya dalam 3,5 abad, dan dalam 1 abad telah dihabiskan sebanyak 14% minyak bumi. Persentase tersebut tentunya akan jauh lebih besar dan mencemaskan jika disampaikan pada tahun 2009 ini karena kedua jenis bahan bakar tersebut banyak digunakan oleh kalangan industri, transportasi, maupun pembangkitan energi listrik yang secara kuantitas jauh lebih besar dari kondisi 38 tahun yang lalu. Lebih jauh lagi, penggunaan kedua jenis bahan bakar tersebut ternyata telah menyebabkan polusi udara dan air dengan kadar yang cukup tinggi dan sebagai penyebab efek rumah kaca (greenhouse effects).

Di antara energi-energi yang digunakan oleh manusia, ada yang diketagorikan sebagai energi terbarukan dan tidak terbarukan. Yang dimaksud dengan energi terbarukan adalah energi yang berasal dari siklus proses alamiah yang sedang terjadi, seperti cahaya matahari, angin, aliran air, proses biologi, dan aliran panas bumi (geothermal). Energi-energi tersebut mempunyai siklus waktu (kembali ke wujudnya semula) yang relatif pendek. Di lain pihak, energi fossil yang secara teoritis juga boleh disebut energi terbarukan, merupakan energi dengan siklus yang sangat panjang, bahkan mencapai ratusan juta tahun. Dari rentang waktu siklus itulah maka energi tidak terbarukan. Kebanyakan energi terbarukan, selain energi geothermal dan pasang surut, adalah energi yang bersumber dari matahari. Beberapa diantaranya berupa stored solar energy, seperti curahan air hujan, energi angin, dimana keduanya juga tergolong solar energy storage berjangka waktu singkat. Di sisi lain, proses biomasa merupakan solar energy storage yang berjangka waktu lebih lama, yaitu dari beberapa minggu hingga berbulan-bulan

Pada umumnya, energi terbarukan juga merupakan energi yang murah, bahkan gratis (free energy), meskipun sumber-sumbernya tidak dapat disebut gratis. Disebut energi karena sumber energinya tersedia secara langsung dari suatu lingkungan yang sangat luas dan diperkirakan tidak dapat dihabiskan oleh manusia. Pembahasan pengembangan energi terbarukan di sini adalah terkait dengan pemanfaatan sumber-sumber energi terbarukan oleh manusia. Perhatian kita kepada energi terbarukan sangatlah erat keterkaitannya dengan kepedulian kita atas semakin berkurangnya cadangan minyak bumi, kerusakan lingkungan hidup, risiko sosial dan ekonomi dari penggunaan minyak bumi dan batubara secara besar-besaran belakangan ini, maupun adanya rencana pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir (PTLN) di Semenanjung Muria (Jateng) yang muncul dalam pemberitaan koran beberapa bulan terakhir. Tabel 1 memperlihatkan potensi energi-energi terbarukan di Indonesia. Jika kita bandingkan kolom 5 dengan kolom 3 pada tabel tersebut, tampak bahwa potensi energi-energi terbarukan di Indonesia belum digunakan secara maksimal.

Berikut ini adalah penjelasan tentang beberapa jenis sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengganti minyak bumi dan batubara:

Energi Panas Bumi (geothermal)

Indonesia terletak di Jalur Cincin Api (Ring of Fire). Gambar 1 memperlihatkan letak Indonesia di dalam lingkaran api (ring of fire), yang merupakan wilayah yang rentan gempa. Panjang jalur di Indonesia sendiri lebih dari 7.500 km dengan lebar 50-200 km. Berdasarkan hasil penelitian di sepanjang jalur tersebut diperoleh 217 daerah dengan prospek geothermal. Lebih dari 150 gunung berapi yang berada di sekitar Pasifik, dan sebagian besar masih aktif.

Sebagai negara yang terletak di wilayah the ring of fire, banyaknya gunung berapi aktif di negara ini sangat potensial dalam energi geothermal. Potensi geothermal Indonesia bahkan sebesar 40% potensi dunia. Tabel 1 memperlihatkan bahwa Indonesia baru memanfaatkan energi ini sebesar 800 megawatts, sementara potensinya adalah 27 gigawatts (1 gigawatt = 1000 megawatts). Philipina, negara di utara Indonesia telah memanfaatkan energi geothermalnya sebesar 2.673 MW dan menjadi negara pengguna energi geothermal terbesar ke 2 setalah Amerika Serikat. Oleh sementara kalangan disebutkan bahwa energi geothermal bukan tergolong energi terbarukan. Namun apabila kita menyuntikkan air kembali ke dalam bumi di sekitar sumber-sumber energi tersebut, suhu magma akan merebusnya menjadi uap air bertekanan tinggi. Ini berarti kita telah membuatnya menjadi energi terbarukan karena bersiklus pendek lewat suntikan air ke dalam tanah.

Energi Angin (wind energy)

Angin terjadi karena tidak meratanya panas matahari yang jauh ke bumi. Energi kinetik yang terdapat pada angin dapat digunakan untuk menggerakkan turbin, bahkan hingga yang berkekuatan 5 MW. Daya outputnya merupakan fungsi dari kecepatan angin berpangkat tiga, serta memerlukan angin dengan kecepatan 5,5 m/detik (atau 20 km/jam) atau lebih. Semakin tinggi menara sebuah turbin angin dari permukaan tanah semakin besar kecepatan angin yang menggerakkannya. Saat ini terdapat ribuan turbin angin di seluruh dunia, dengan kapasitas total mencapai 59.322 MW. Potensi energi angin di Indonesia adalah 9.287 MW dan baru dimanfaatkan sebesar 0,5 MW.

Energi Air (hydro power)

Energi air dapat dimanfaatkan lewat air yang bergerak atau tercurah maupun lewat perbedaan temperatur antara permukaan dan dasar laut (OTEC). Karena massa jenisnya yang ribuan kali lebih besar dari udara, gerakan arus air yang lambat saja dapat menghasilkan energi yang besar. Di negara-negara yang sudah berwawasan lingkungan, pembangkit listrik energi air berukuran besar kurang diminati, terlebih bila harus membuat danau buatan yang akan menggenangi ribuan hektar lahan. Meraka lebih menyukai pembangkit jenis mini hidro dan mikrohidro dalam jumlah banyak. Tabel 1 memperlihatkan bahwa potensi energi air di Indonesia adalah sebesar 75,67 GW namun baru dimanfaatkan sebesar 4.200 MW dimana sebagian besar berada di Pulau Jawa.

Energi Biomassa dan Biogas

Energi ini merupakan hasil kekayaan alam yang berupa hutan dan tanaman tropis. Teknologi yang dipakai untuk mengubah energi biomasa menjadi energi listrik sudah banyak dipakai di negara-negara lain. Sampah yang ribuan ton jumlahnya di kota-kota besar di Indonesia merupakan biomasa yang dibuang setiap harinya, dan hanya sebagian kecil aja yang diolah sebagai pupuk kompos. Jika saja sampah, yang selalu menjadi masalah serius di kota-kota besar, diolah menjadi energi listrik maka akan dapat menghasilkan energi listrik lebih dari 150 MW. Sumber-sumber energi biomasa lainnya adalah limbah dari sektor kehutanan, pertanian dan perkebunan. Total potensi energi biomasa di Indonesia adalah 49.807 MW. Potensi energi biomas yang berasal dari kayu dan sisa hasil panen dapat dilihat pada Tebel 2.

Tanaman bambu dan singkong dapat diolah menjadi bio ethanol, yang juga disebut ethil alcohol. Jenis bahan bakar ini dapat menggantikan fungsi bahan bakar benzin. Sedangkan dari biji-bijian tanaman bunga matahari, kelapa sawit, jarak pagar dapat dibuat minyak biodiesel. Perlu diperhatikan bahwa pembukaan lahan perkebunan dari jenis tanaman ini sebaiknya di lahan yang tidak subur, bukan dengan menghacurkan hutam alami menjadi perkebunan. Karena sifat perkebunannya yang monokultur, maka ada kemungkinan akan menggangu habitat dan kehidupan flora dan fauna yang ada sebelum berubah menjadi perkebunan. Atas dasar inilah sebaiknya perkebunan di buka atas tanah yang tidak subur.

Radiasi Energi Matahari secara langsung (Solar Energy)

Energi matahari dapat membangkitkan listrik lewat solar cells, menghangatkan isi rumah di musim dingin, memasak lewat kompor matahari, dan lain sebagainya. Kelemahannya adalah kerena tidak dapat menyajikan energi secara konstan karena terhalang oleh awan dan tidak tetap posisinya. Ketidak stabilan ini dapat diatasi dengan menyimpan energinya ke dalam batarai. Meskipun Indonesia terletak di garis ekuator yang cukup strategis memperoleh cahaya matahari namun karena kondisinya yang merupakan negara kepulauan membuat cahaya matahari sering terhalang awan tebal.

Sebagian negara kepulauan dengan jumlah lebih dari 15.000 pulau, interkoneksi jaringan transmisi/kabel dari pulau-pulau besar ke pulau-pulai kecil dan terpencil menjadi tidak ekonomis. Pembangunan instalasi listrik energi matahari merupakan solusi yang tepat, khususnya dalam menggantikan pembangkit listrik berpenggerak diesel yang umumnya di pulau-pulau terpencil tersebut.

Energi Gelombang Laut

Gelombang laut yang berfluktuasi akan membuat pelampung atau jembatan apung bergerak naik turun mengikuti turun-naiknya permukaan air laut tersebut. Apabila gerakan naik turun pelampung tersebut di konversikan menjadi gerakan rotasional, pendulum, atau translasional, maka energi mekanis yang dikandungnya dapat memanfaatkan untuk memutar atau menggerakkan generator listrik. Potensi energi gelombang laut di Indonesia sebanding dengan panjang pantainya yang tidak kurang dari 81.000 kilometer.

Pemanasan global adalah akibat dari kegiatan manusia di seluruh dunia, meskipun berbeda-beda aktivitasnya. Karenanya, berahlinya ketergantungan kita selama ini pada bahan bakar fosil harus segera kita akhiri, tanpa menunggu instruksi pemerintah. Kiranya paparan ini boleh menggugah kita semua untuk semakin tanggap dan peduli akan berbagai masalah maupun bencana yang belakangan ini terjadi sebagai dampak perubahan iklim di Indonesia, maupun di bagian dunia lainnya.

45 Butir-Butir PANCASILA

Sila Kesatu : Ketuhanan Yang Maha Esa

1. Bangsa Indonesia menyatakan kepercayaan dan ketaqwaannya terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
2. Manusia Indonesia percaya dan taqwa terhadap Tuhan Yang Maha Esa, sesuai dengan agama dan kepercayaannya masing-masing menurut dasar kemanusiaan yang adil dan beradab.
3. Mengembangkan sikap hormat menghormati dan bekerjasama antara pemeluk agama dan penganut kepercayaan yang berbeda-beda terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
4. Membina kerukunan hidup di antara sesama umat beragama dan berkepercayaan terhadap Tuhan Yang Maha Esa.
5. Agama dan kepercayaan terhadap Tuhan Yang Maha Esa adalah masalah yang menyangkut hubungan pribadi manusia dengan Tuhan Yang Maha Esa yang dipercayai dan diyakininya.
6. Mengembangkan sikap saling menghormati kebebasan menjalankan ibadah sesuai dengan agama dan kepercayaannya masing-masing.
7. Tidak memaksakan suatu agama dan kepercayaan terhadapat Tuhan Yang Maha Esa kepada orang lain.

Sila Kedua : Kemanusiaan Yang Adil dan Beradab 

1. Mengakui dan memperlakukan manusia sesuai dengan harkat dan martabatnya sebagai makhluk Tuhan Yang Maha Esa.
2. Mengakui persamaan derajat, persamaan hak dan kewajiban asasi setiap manusia, tanpa membeda-bedakan suku, keturunan, agama, kepercayaan, jenis kelamin, kedudukan sosial, warna kulit, dan sebagainya.
3. Mengembangkan sikap saling mencintai sesama manusia,
4. Mengembangkan sikap tenggang rasa dan tepa-selira.
5. Mengembangkan sikap tidak semena-mena terhadap orang lain.
6. Menjunjung tinggi nilai-nilai kemanusiaan.
7. Gemar melakukan kegiatan kemanusiaan.
8. Berani membela kebenaran dan keaadilan.
9. Bangsa Indonesia merasa dirinya sebagai bagian dari seluruh umat manusia.
10. Mengembangkan sikap hormat-menghormati dan bekerjasama dengan bangsa lain.

Sila Ketiga : Persatuan Indonesia

1. Mampu menempatkan persatuan, kesatuan, serta kepentingan dan keselamatan bangsa dan negara sebagai kepentingan bersama diatas kepentingan pribadi atau golongan.
2. Sanggup dan rela berkorban untuk kepentingan negara dan bangsa, apabila diperlukan.
3. Mengembangkan rasa cinta tanah air dan bangsa.
4. Mengembangkan rasa kebanggaan berkebangsaan dan bertanah air Indonesia.
5. Memelihara ketertiban dunia yang berdasarkan kemerdekaan, perdamaian abadi dan keadilan sosial.
6. Mengembangkan persatuan Indonesia atas dasar Bhinneka Tunggal Ika.
7. Memajukan pergaulan demi persatuan dan kesatuan bangsa.

Sila Keempat : Kerakyatan yang Dipimpin oleh Hikmat Kebijaksaan dalam Permusyawaratan/Perwakilan

1. Sebagai warga negara dan warga masyarakat, setiap manusia Indonesia mempunyai kedudukan, hak dan kewajiban yang sama.
2. Tidak boleh memaksakan kehendak kepada orang lain.
3. Mengutamakan musyawarah dalam mengambil keputusan untuk kepentingan bersama.
4. Musyawarah untuk mencapai mufakat diliputi oleh semangat kekeluargaan.
5. Menghormati dan menjunjung tinggi setiap keputusan yang dicapai sebagai hasil musyawarah.
6. Dengan itikad baik dan rasa tanggung jawab menerima dan melaksanakan hasil keputusan musyawarah.
7. Di dalam musyawarah diutamakan kepentingan bersama di atas kepentingan pribadi atau golongan.
8. Musyawarah dilakukan dengan akal sehat dan sesuai dengan hati nurani yang luhur.
9. Keputusan yang diambil harus dapat dipertanggung jawabkan secara moral kepada Tuhan Yang Maha Esa, menjunjung tinggi harkat dan martabat manusia, nilai-nilai kebenaran dan keadilan, mengutamakan persatuan dan kesatuan demi kepentingan bersama.
10. Memberikan kepercayaan kepada wakil-wakil yang dipercaya untuk melaksanakan permusyawaratan.

Sila Kelima : Keadilan Sosial bagi Seluruh Rakyat Indonesia

1. Mengembangkan perbuatan yang luhur, yang mencerminkan sikap dan suasana kekeluargaan dan kegotong-royangan.
2. Mengembangkan sikap adil terhadap sesama.
3. Menjaga keseimbangan antara hak dan kewajiban.
4. Menghormati hak orang lain.
5. Suka memberikan pertolongan kepada orang lain agar dapat berdiri sendiri.
6. Tidak menggunakan hak milik untuk usaha-usaha yang bersifat pemerasan terhadap orang lain.
7. Tidak menggunakan hak milik untuk hal-hal yang bersifat pemborosan dan gaya hidup mewah.
8. Tidak menggunakan hak milik untuk hal-hal yang bertentangan dengan atau merugikan kepentingan umum.
9. Suka bekerja keras.
10. Suka menghargai hasil karya orang lain yang bermanfaat bagi kemajuan dan kesejahteraan bersama.
11. Suka melakukan kegiatan dalam rangka memujudkan kemajuan yang merata dan keadilan sosial.

Dampak Global Warming Di Indonesia

Ketika membahas tentang masalah energi, kita tidak dapat mengabaikan begitu saja dua hukum fisika energi, yaitu (a) hukum kekekalan energi (conservation of energi) dan (b) hukum keseimbangan energi bumi (earth's energy balance). Masalah keseimbangan energi menjadi pusat pembahasan ketika kita membahas tentang pemanfaatan energi yang terbuang dalam wujud panas di saat proses konversi energi, pemanasan global, maupun kelestarian ecosystem.

Bahan bakar konvensional (bahan bakar fosil) ternyata telah menjadi sumber utama emisi gas karbon dioksida sejak awal revolusi industri di pertengahan abad ke 18. Pemanasan global, atau global warming, yang kita alami saat ini, terjadi karena emisi gas tersebut bersama gas-gas rumah kaca lainnya. Pemanasan global ternyata juga mempunyai dampak berupa perubahan iklim dan turunan-turunannya. Usaha untuk mengembalikan suhu bumi ke keadaan semula hanya dapat kita lakukan dengan mengurangi konsentrasi gas karbon dioksida di atmosfir melalui penggunaan sumber-sumber energi alternatif yang terbarukan untuk mengganti fosil. Oleh sebab itulah maka materi ini juga menyinggung masalah terganggunya keseimbangan energi bumi sebagai akibat tergantungnya pantulan energi matahari oleh permukaan bumi akibatnya adanya lapisan gas rumah kaca.

Saat ini tidak ada satupun bangsa yang mampu mengelak dari bencana alam yang diakibatkan oleh pemanasan global. Namun untuk dapat mengatasinya secara strategis  ternyata sangat bergantung kepada kearifan lokal setempat serta cara dan tingkat berpikir bangsa itu sendiri. (Atmonobudi S.)

Keseimbangan Energi Bumi

Proses fundamental yang menentukan suhu bumi adalah keseimbangan antara radiasi energi termis dari matahari ke bumi dan energi termis yang dipantulkan kembali oleh permukaan bumi ke angkasa. Dengan demikian kenaikan suhu permukaan bumi, atau dikenal dengan pemanasan global, adalah bagian dari proses perubahan/pergeseran keseimbangan energi bumi ke dalam posisi equilibriumnya yang baru. Energi yang diradiasikan oleh matahari terdiri dari 7% sinar ultra-violet, 47% sinar yang memberikan efek pencahayaan, dan 46% sinar infra-merah. Kandungan energi matahari yang tertangkap di bumi berkisar 1,4 kW/m². Setiap tahunnya sekitar 1500 juta TerraWatthours (TWh) energi matahari yang terpancar ke permukaan bumi. Satu TerraWatthours sama dengan 1000 juta KiloWatthours (KWh).

Ternyata tidak seluruh energi matahari mencapai permukaan bumi. Kebanyakan radiasi ultraviolet dengan panjang gelombong (𝜆, lambda) yang lebih pendek terserap di atmosfir. Uap air dan gas CO₂ menyerap energi yang 𝜆 - nya lebih besar. Awan-awan juga memantulkan cahaya matahari kembali ke ruang angkasa. Jika semua faktor ini diperhitungkan, maka hanya 47% energi, atau 700 juta TWh, yang sesungguhnya sampai di permukaan bumi. Meskipun demikian, ini berarti 14.000 kali lebih besar dari energi yang dibutuhkan umat manusia se dunia yang hanya sebesar 50.000 TWh. Proses radiasi matahari tersebut sudah berlangsung terbentuknya bumi, namun melonjak secara signifikan ketika manusia mulai menggunakan batubara dan minyak bumi secara besar-besaran untuk menggerakan mesin-mesin industri dan alat-alat transportasi darat dan laut, yang kemudian dikenal dengan sebutan "revolusi industri". Sejak itu konsentrasi gas karbondioksida di angkasa semakin pekat dan bersama gas-gas rumah kaca lainnya membuat lapisan gas rumah kaca di lapisan strofosphere semakin tebal. Yang tergolong gas-gas rumah kaca adalah: (1) Carbon dioxide (CO₂), (2) Methane (CH₄), (3) Nitrous oxide (N₂O), (4) Hydrofluorocarbons (HFCs), (5) Perfluorocarbons (PFCs), (6) Sulphurhexafluoride (SF₆). Efek rumah kaca yang ditimbulkan oleh gas-gas itulah yang telah menghalangi pantulan radiasi energi termis matahari sehingga sebagian darinya terpantul kembali ke bumi. Semakin tebal dan pekat gas-gas rumah kaca, semakin sulit energi termis yang dipantulkan permukaan bumi dapat kembali ke angkasa.

Sumber penyebab emisi gas karbon dioksida sedunia adalah sebagai berikut:

• 36% sektor industri energi listrik (pembangkit listrik/kilang minyak dll)
• 27% sektor transportasi
• 21% sektor industri
• 15% sektor rumah tangga dan jasa
• 1% sektor lainnya.

Pemanasan global, sebagai akibat terhalangnya pantulan radiasi matahari ke angkasa oleh gas-gas rumah kaca, menyebabkan terjadinya perubahan iklim yang akan berdampak pada terganggunya elemen-elemen dasar kehidupan manusia di seluruh dunia, yaitu dalam akses memperoleh air bersih, produksi pangan, kesehatan, lingkungan, keterisolasian, menyempitnya luas daratan karena naiknya permukaan laut, dll. Ratusan juta manusia akan menderita kelaparan, penyakit, kekurangan air, serta terendamnya kawasan pesisir sebagai akibat mencairnya es di Greenland, di kedua kutub, serta gunung-gunung yang selama ini tertutup salju abadi oleh semakin panasnya suhu bumi. Beberapa karakter perubahan iklim yang perlu untuk diketahui adalah bersifat global dalam hal penyebab dan konsekuensinya, dampaknya berlangsung terus-menerus, dan resiko serta ketidakpastian atas dampak ekonominya bersifat tersebar.

Resiko terburuk dari perubahan iklim dapat dikurangi secara substansial apabila konsentrasi gas-gas rumah kaca dapat distabilkan pada level disekitar 450 parts per million (ppm) dan 550 ppm ekivalen CO₂(CO₂e). Level saat ini berada di sekitar 530 ppm CO₂e dan akan meningkat sekitar 2 ppm setiap tahunnya. Upaya stabilisasi pada level ini adalah dengan mengurangi emisi gas-gas tersebut sebesar 25% dari emisi saat ini (bahkan sebaliknya lebih) dan tercapai sebelum tahun 2050.

Proses dekarbonisasi di sektor pembangkit listrik di seluruh dunia harus dilakukan untuk menghambat emisi gas-gas rumah kaca di atmosfir pada level 550 ppm. Namun, jika kita hendak menurunkannya hingga ke level yang lebih rendah lagi, emisi gas-gas rumah kaca harus dipangkas lebih intensif lagi di sektor transportasi, industri, dan pertanian. Pemangkasan emisi tersebut harus dilakukan secara serempak oleh seluruh penduduk bumi, termasuk indonesia. Pertanyaannya, apakah kita bertekad akan melakukan langkah-langkah adaptasi dan mitigasi terhadap dampak pemanasan global atau lebih memilih pasrah terhadap semua kondisi alam yang menimpa kita? Kebijakan Energi Nasional Tahun 2003-2025, sebagaimana tertuang dalam Perpres No.5 Tahun 2006, tampaknya belum memasukkan kebijakan dekarbonisasi di sektor pembangkit energi listrik. Pemerintah, melalui kebijakan tersebut, masih memproyeksikan kebutuhan energi nasional pada energi fossil (minyak bumi, batubara, dan gas alam) sebesar 85% di tahun 2025; sebaliknya, kurang serius untuk segera beralih ke pemanfaatan energi terbarukan. Hal tersebut tampak dari Proyek Percepatan Kelistrikan Tahap Satu, yang dibangun oleh BUMN, masih berfokus pada bahan bakar fossil. Pemanfaatan energi terbarukan pada pembangkit listrik ternyata diletakkan pada Proyek Percepatan Kelistrikan Tahap Kedua. Itupun bukan diserahkan kepada BUMN melainkan ke pihak swasta.

Dampak Perubahan Iklim terhadap Indonesia

Dampak perubahan iklim yang terjadi secara global ternyata juga telah menimpa wilayah negara kita, baik yang berupa kerugian fisik maupun ekonomi. Hal itu dibuktikan dengan semakin seringnya cuaca ekstrim, badai tropis, dan pergeseran musim yang merupakan fenomena perubahan iklim. Bencana alam yang cukup sering dialami menjadi semakin parah ketika penyusunan berbagai kebijaksanaan dalam pembangunan maupun regulasi yang ada telah mengabaikan elemen-elemen perubahan iklim.

Elemen-elemen atau parameter dari perubahan iklim yang merupakan produk dari pemanasan global antara lain adalah suhu permukaan tanah rata-rata global, permukaan laut rata-rata global, frekuensi, intensitas, dan lokasi dari kejadian ekstrim, lama perubahan musim, kelembaban tanah, biomassa di bawah dan di atas tanah, hujan lokal, dsb.

Bencana banjir, sebagai dampak dari perubahan iklim, tidak hanya menimbulkan kerusakan dan kerugian terhadap fungsi tanah serta terganggunya aktifitas manusia, tetapi juga telah merusakkan infrastruktur yang sangat penting bagi kelancaran roda ekonomi dan aktifitas sosial mereka. Apabila suhu global terus bergerak naik sebesar 0,2⁰C per dekade, maka sebelum akhir abad ini daerah-daerah pesisir akan tenggelam oleh naiknya rata-rata permukaan air laut akibat mencairnya es dan salju abadi di Greenland dan Antartika Barat. Saat ini laju kecepatan pencairan es di Greenland adalah sebesar 248 kilometer kubik per tahun yang berarti menaikkan permukaan laut sebesar 0,5 mm per tahun. Laju kecepatan pencairan tersebut ternyata lebih meningkat 250% bila dibandingkan dengan hasil pengamatan pada periode April 2002 - April 2004. Jika seluruh lapisan es di Greenland mencair, permukaan air laut akan naik setinggi 7 m. Di antara negara-negara kepulauan di dunia, tampaknya kerugian terbesar bakal dihadapi Indonesia karena memiliki jumlah pulau terbanyak. Indroyono, Sekretaris Menko Kesra yang juga mantan Kepala Badan Riset Kelautan dan Perikanan DKP, mengatakan bahwa pada tahun 2030 Indonesia akan kehilangan sekitar 2000 pulau bila tidak ada program mitigasi dan adaptasi terhadap perubahan iklim. Prof. Emil Salim, dalam Kompas Jum'at 1 Mei 2009, bahkan meramalkan sekitar 3000 pulau yang akan tenggelam.

Dampak kenaikan permukaan laut di Indonesia terlihat dengan meningkatnya intensitas dan frekuensi banjir di kota-kota pesisir seperti Semarang, Surabaya, dan Jakarta. Menurut Sartohadi, Ketua Jurusan Geografi UGM, salah satu hasil penelitian di Semarang menunjukkan bahwa saat ini rob di pesisir Laut Jawa telah semakin jauh memasuki daratan atau maju beberapa kilometer dari garis pantai. Dalam lima tahun terakhir di Jawa Timur terdapat lima pulau kecil yang terancam tenggelam akibat naiknya permukaan laut. Sejumlah pulau di Kabupaten Sumenep, Madura, terancam tenggelam. Pulau-pulau itu adalah P. Gili Pandan, P. Keramat, P. Salarangan, dan P. Mamburit. Pulau Gresik Putih bahkan telah hilang sejak 2005.

Selain menimbulkan kerusakan lingkungan, kelangkaan air bersih, penyebaran penyakit, kelaparan serta kemiskinan, banjir dan kerusakan infrastruktur transportasi menimbulkan keterisolasian suatu daerah dari daerah lainnya. Keterisolasian ini akan menggangu roda perekonomian antar daerah, dan menjadi semakin parah ketika kebutuhan akan bahan makanan dan energi daerah tersebut sangat tergantung pada daerah lain.

Masalah keterisolasian suatu daerah hanya dapat diatasi dengan membangun daerah tersebut menjadi daerah yang swasembada pangan dan hewan ternak. Kelangkaan bahan bakar minyak (BBM) dan gas (BBG) akibat banjir yang menggenangi jalan maupun gelombang pasang laut yang menunda pengiriman lewat laut dapat diatasi dengan pipanisasi suplai BBM dan BBG ke daerah tersebut. Bagi provinsi yang sangat luas, seperti Provinsi Papua, pipanisasi harus menjangkau seluruh kabupaten.

Definisi Thermodinamika Dan Aplikasinya Secara Umum

Thermodinamika berasal dari kata Yunani yakni thermos = panas dalam dynamic = perubahan sehingga dapat dikatakan sebagai cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari perpindahan panas dan kerja dalam proses fisika maupun kimia. Dari pandangan kurikulum, termodinamika ini merupakan kelanjutan dari mata kuliah fisika dasar (khususnya tentang panas) dan dasar dari mata kuliah fisika statistik. Sehingga di dalam mempelajari ilmu thermodinamika diharapkan anda dapat memahami tentang konsep panas yang telah anda pelajari sebelumnya. Untuk menyegarkan kembali ingatan anda tentang konsep panas, pada ini akan mereview tentang fenomena kalor/panas yang dimulai dengan sebuah pengkajian mengenai kesetimbangan termal dan temperatur.

Definisi dan Aplikasi Thermodinamika

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara khusus membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnet, energi akibat gaya magnet, dan lain-lain. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi. Selain itu energi di dalam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi. Prinsip termodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang elektromagnetik dari matahari, dan di bumi energi tersebut berubah menjadi energi panas, energi anginm gelombang laut, proses pertumbuhan berbagai tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses di dalam diri manusia juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia dalam makanan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan energi yang sangat bernilai yaitu energi pikiran kita.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi maka prinsip alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai bentuk mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya. Mesin-mesin transportasi darat, laut, maupun udara merupakan contoh yang sangat kita kenal dari mesin konversi energi, yang merubah energi kimia dalam bahan bakar atau sumber energi lain menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak atau perpindahan di atas permukaan bumi, bahkan sampai di luar angkasa. Pabrik-pabrik dapat memproduksi berbagai jenis barang, digerakkan oleh mesin pembangkit energi listrik yang menggunakan prinsip konversi energi panas dan kerja. Untuk kenyamanan hidup, kita memanfaatkan mesin air conditioning, mesin pemanas, dan refrigerators yang menggunakan prinsip dasar thermodinamika. Beberapa aplikasi dari thermodinamika khususnya dalam rekayasa teknik di sajikan dibawah ini.

Beberapa aplikasi termodinamika sebagai berikut :
- Mesin automotif
- Turbin
- Pompa, Kompresor
- Sistem pendorong pesawat terbang dan roket
- Pemanas, Ventilasi dan AC
- Sistem pembakaran
- Sistem energi alternatif:
   a. Piranti thermoelektrik dan termionic
   b. Pembangkit tenaga sel surya
   c. Sistem Geotermal
   d. Pembangkit angin
- Aplikasi Biomedis:
   a. Sistem life-support
   b. Organ buatan (artifisial)

Aplikasi thermodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena perkembangan ilmu thermodinamika sejak abad ke-17 yang dipelopori dengan penemuan mesin uap di Inggris, dan diikuti oleh para ilmuwan thermodinamika seperti Willian Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord Kelvin pada abad ke-19. Pengembangan ilmu thermodinamika dimulai dengan pendekatan mikroskopik, yaitu sifat termodinamis didekati dari perilaku umum pertikel-partikel zat yang menjadi media pembawa energi, yang disebut pendekatan thermodinamika klasik. Pendekatan tentang sifat termodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan ilmu termodinamika, atau disebut termodinamika statistik. Pendekatan termodinamika statistik dimungkinkan karena perkembangan teknologi komputer, yang sangat membantu dalam menganalisis data dalam jumlah yang sangat besar.

Hati Nurani

1. Hati nurani sebagai Fenomena Moral.
2. Kesadaran dan Hati Nurani.
3. Hati Nurani Retrospektif dan Hati Nurani Prospektif.
4. Hati Nurani bersifat Personal dan Adipersonal.
5. Hati Nurani sebagai Norma Moral yang subyektif.
6. Pembinaan Hati Nurani.
    a. Hati Nurani dan "Superego"
    b. Hubungan Hati Nurani dengan Superego.

1. Hati nurani sebagai Fenomena Moral

Setiap orang mempunyai pengalaman tentang hati nurani dan mungkin pengalaman tersebut merupakan perjumpaan paling jelas dengan moralitas sebagai kenyataan. Karena itu, pengalaman tentang hati nurani merupakan jalan masuk yang tepat untuk belajar mengenai etika. Ada 3 contoh berbeda tentang pengalaman hati nurani yang dipilih.

Contooh 1.

Seorang hakim telah menjatuhkan vonis perkarapengadilan yang penting. Sebelumnya dia didatangi oleh wakil pihak terdakwa yang menawarkan sejumlah uang, apabila hakim tersebut bersedia memenangkan pihaknya. Hakim yakin bahwa terdakwa bersalah dengan barang bukti yang jelas. Karena tergiur oleh uang hakim itu mau menerima tawaran tersebut. Ia telah memutuskan terdakwa tidak bersalah dan membebaskan dari segala tuntutan hukum. Kejadian itu tentu menguntungkan bagi hakim, karena ia bisa menyekolahkan anaknya keluar negeri, membeli rumah dan memiliki harta yang banyak. Namun demikian ia tidak bahagia, hatinya gelisah. Ia seolah-olah malu dengan dirinya sendiri. Ia tidak bisa menghilangkan kegelisahannya. Sampai sekarang ia setia kepada sumpah dan janji ketika ia di lantik sebagai penjabat yang luhur. Mengapa kali ini ia sampai jatuh?. Ia merasa marah dan muak terhadap diri sendiri.

Contah 2.

Thomas Grissom adalah ahli fisika dari Amerika Serikat. Selama 15 tahun ia bekerja penuh semangat dalam usaha mengembangkan dan membangun generator neutron. Sanking semangat ia lupa akan tujuan dibuatnya benda-benda tersebut, yaitu menggalakkan dan menghasilkan senjata nuklir. Lama kelamaan hati nuraninya mulai berbicara, khususnya setelah ia membaca sejarawan Arnold Toynbee berjudul A Study of History "Bila orang mempersiapkan perang, sudah ada perang baru" pada saat itu ia menyadari sedang membantu pada perang nuklir yang mampu memusnahkan sebagian besar permukaan bumi. Padahal pribadinya memberontak terhadap kemungkinan terjadinya perang nuklir. Lalu ia membicarakan dengan isterinya. Ia membicarakan konsekuens finansial apabila ia berhenti dari pekerjaan di Laboratorium Nasional Amerika. Lalu ia memutuskan keluar dari industri senjata nuklir dan memilih menjadi dosen di Evergreen State Collage di Olympia di Wongshinton dengan gaji yang lebih kecil dari pada waktu bekerja di Lab.

Contoh 3.

Dari ceritera Bhagavad Gita (Ramayana) ditemukan contoh bagus berkaitan dengan konflik batin yang berlangsung dalam hati nurani. Dalam sebuah kereta berkuda Arjuna menuju ketempat pertempuran bersama Krisna yang bertindak sebagai saisnya. Setelah sampai ditempat tujuan, ia melihat sanak saudara, guru-guru dan sahabat-sahabatnya menjadi lawannya. Melihat itu ia merasa sedih dan putus asa yang memenuhi hatinya. Ia tidak tega berperang. Busur saktinya terjatuh dari tangannya, ia sendiri rebah dalam kereta, hatinya dilingkupi keputus asaan dan kesedihan. Usaha Krisna untuk membesarkan hatinya tidak mengubah sikapnya. Dengan tegas ia pun memutuskan : "saya tidak akan berperang, Krisna".

2. Kesadaran dan Hati Nurani

Dengan hati nurani dimaksudkan untuk menghayati tentang baik atau buruk berhubungan dengan tingkah laku konkret kita. Hati nurani ini memerintahkan atau melarang kita untuk melakukan sesuatu kini dan di sini. Ia tidak berbicara yang umum, melainkan tentang situasi yang konkret. Tidak mengikuti hati nurani ini berarti menghancurkan integritas pribadi kita dan menghianati martabat terdalam kita. Hati nurani berkaitan erat dengan kenyataan bahwa manusia mempunyai kesadaran. Untuk mengerti hal ini perlu kita bedakan antara pengenalan dan kesadaran. Kita mengenal, bila kita melihat, medengar atau merasakan sesuatu. Tetapi pengenalan ini tidak monopoli manusia. Seekor hewanpun bisa mendengar bunyi atau mencium bau busuk, karena itu hewan bisa mengenal. Hanya manusia mempunyai kesadaran, dengan kesadaran dimaksudkan kesanggupan manusia untuk mengenal dirinya sendiri.

3. Hati Nurani Retrospektif dan Hati Nurani Prospektif

Dapat dibedakan dua bentuk hati nurani : hati nurani restrospektif dan prospektif. Hati nurani retrospektif memberikan penilaian tentang perbuatan-perbuatan yang telah berlangsung dimasa lampau. Hati nurani semacam ini seakan-akan menoleh ke belakang dan menilai perbuatan yang sudah lewat. Ia menyatakan bahwa perbuatan yang dilakukan itu baik atau buruk. Hati nurani ini, menuduh atau mencela bila perbuatannya jelek dan sebaliknya, bila perbuatannya dianggap baik. Bila hati nurani menghukum dan menuduh kita, kita merasa gelisah dalam batin. Hati nurani prospektif melihat ke masa depan dan menilai perbuatan kita yang akan datang. Hati nurani dalam arti ini mengajak kita untuk melakukan sesuatu, mengatakan "jangan" dan untuk melarang untuk melakukan sesuatu. Disini aspek negatif lebih mencolok. Ia mengatakan hati nurani pasti akan menghukum kita, andaikata kita melakukan perbuatan itu.

4. Hati Nurani bersifat Personal dan Adipersonal

Hati nurani bersifat personal artinya selalu berkaitan erat dengan pribadi bersangkutan. Hati nurani di warnai oleh kepribadian kita. Hati nurani akan berkembang juga bersamaan dengan berkembangnya seluruh kepribadian kita. Disamping aspek personal, hati nurani menunjukkan aspek adi personal, hati nurani seolah-olah melebihi pribadi kita. Hati nurani artinya hati yang diterangi (nur = cahaya). Orang beragama kerap kali mengatakan bahwa hati nurani adalah suara TUHAN atau TUHAN berbicara melalui hati nurani. Setiap orang mempunyai hati nurani karena ia manusia. Kenyataan itu justru menyediakan landasan untuk mencapai persetujuan dibidang etis antara semua manusia, melampaui segala perbedaan mengenai agama, kebudayaan, posisi ekonomis, dll.

5. Hati Nurani sebagai Norma Moral yang Subyektif

Dalam sejarah filsafat sering dipersoalkan apakah hati nurani termasuk perasaan, kehendak atau rasio. Dalam filsafat dewasa ini sudah terbentuk keyakinan bahwa manusia tidak bisa dipisahkan ke dalam pelbagi fungsi atau daya. Fungsi dapat dibedakan tetapi tidak bisa dipisahkan. Dalam hati nurani memainkan peran perasaan, kehendak maupun rasio. Tetapi terdapat tendensi kuat dalam filsafat untuk mengakui bahwa hati nurani secara khusus harus dikaitkan dengan rasio. Alasannya karena hati nurani memberi suatu penilaian, artinya suatu putusan (judgement). Ia menegaskan : ini baik dan harus dilakukan atau itu buruk dan tidak boleh dilakukan. Memutuskan jelas merupakan fungsi dari rasio. Mengikuti hati nurani merupakan hak dasar bagi setiap manusia. Tidak ada orang lain yang berwenang untuk campur tangan dalam putusan hati nurani seseorang. Tidak boleh terjadi, bahwa seseorang dipaksa untuk bertindak bertentangan dengan hati nuraninya. Dalam Deklarasi Universal tentang Hak Asasi Manusia (1948) disebutkan juga : hak atas kebebasan hati nurani (Pasal 18). Konsekuensinya bahwa negara harus menghormati putusan hati nurani warganya. Dapat disimpulkan bahwa tidak pernah kita boleh bertidak bertentangan dengan hati nurani. Hati nurani selalu harus diikuti, juga kalau secara obyektif ia sesat. Akan tetapi manusia wajib mengembangkan hati nurani dan seluruh kepribadian etisnya sampai menjadi matang dan seimbang. Pada orang yang sungguh-sungguh dewasa dalam bidang etis, putusan subyektif dari hati nurani akan sesuai dengan kualitas obyektif dari perbuatannya.

6. Pembinaan Hati Nurani

Hati nurani harus didik, seperti halnya akal budi manusia membutuhkan pendidikan. Pendidikan akal budi jauh lebih gampang untuk dijalankan. Pendidikan di sekolah, bertujuan untuk mengembangkan dan mendidik akal budi anak-anak. Pendidikan di sekolah untuk mencerdaskan. Pendidikan hati nurani bersamaan dengan seluruh pendidikan moral, jauh lebih kompleks sifatnya. Filsuf Prancis, Gabriel Madinier (1895-1958), tempat yang serasi untuk pendidikan moral adalah keluarga, bukan sekolah.

a. Hati Nurani dan "Superego"

Hati nurani sering kali dikaitkan dengan superego.
Istilah superego bersala dari Sigmund Freud (1856-1939), dokter ahli saraf dari Australia yang meletakkan dasar untuk psikoanalisis. Ia mengemukakan istilah tersebut dalam rangka teorinya tentang struktur kepribadian manusia. Atau lebih tepat lagi, bila dikatakan dlam teorinya yang kedua tentang struktur kepribadian, yang sejak tahun 1923 (sejak bukunya The Ego and The Id) menggantikan pandangan terdahulu. Pandangan Sigmund Freud tentang Struktur Kepribadian. Tubuh manusia memiliki struktur tertentu : ada kepala, kaki, lengan, dan batang tubuh. Psike kita juga mempunyai struktur, walaupun tidak terdiri dari bagian-bagian dari ruang. Menurut Freud, Struktur psikis manusia meliputi 3 (tiga) instansi atau sistem yang berbeda, Ketiga sistem tersebut adalah Id, Ego, dan Seperego. Superego itu berhubungan dengan apa yang kita sebut dalam etika dengan nama "hati nurani". Tetapi supaya hubungan itu dapat dimengerti, perlu dijelaskan tentang ketiga instansi tersebut.

a. Id

menurut Freud bahwa hidup psikis kita ibarat gunung es yang terapung-apung di laut. Hanya puncaknya tampak diatas permukaan air, tetapi sebagian besar gunung es itu tidak kelihatan. Hidup psikis manusia juga sebagian besar tidak tampat atau lebih tepat tidak sadar, namun tetap merupakan kenyataan yang harus diperhitungkan. Itu berarti bahwa apa yang dilakukan oleh manusia, khususnya yang diinginkan, cita-cita, kehendak, untuk sebagian besar tidak disadari oleh manusia itu sendiri. Freud mengintroduksikan ke dalam psikologi paham "ketidaksadaran dinamis", artinya ketaksadaran yang mengajarkan sesuatu dan tidak tinggal diam. Sejak Freud, kita tahu bahwa ada juga aktivitas psikis yang tidak disadari oleh subyek yang bersangkutan sendiri. Freud menggunakan istilah "Id" untuk menunjukkan ketaksadaran itu. Id adalah lapisan paling fundamental dalam susunan psikis seorang manusia. Id meliputi segala sesuatu yang bersifat impersonal atau anonim, tidak disengaja atau tidak disadari, dalam daya-daya yang mendasar yang menguasai kehidupan psikis manusia. Freud memilih istilah "Id" (atau bahasa aslinya "Es") yang merupakan kata ganti orang neutrum. Tentang Id berlaku bukan aku (=subyek) yang melakukan, melainkan ada yang melakukan dalam diri aku. Bagi Freud, adanya Id terbukti terutama adanya Id adalah mimpi. Kedua, adanya Id terbukti jika kita mempelajari perbuatan-perbuatan yang pandangan pertama remeh saja seperti tidak punya arti, salah ucap, "keseleo lidah", lupa, dsb. Perbuatan-perbuatan tersebut tidak kebetulan, tetapi berasal dari kegiatan psikis yang tidak sadar. Ketiga, alasan paling penting bagi Freud untuk menerima adanya ketidaksadaran adalah pengalamannya dengan pasien-pasien yang menderita neurosis. Dari segi psikologis pasien tidak mengidap kelainan apa-apa, namun pada kenyataannya merekan mempunyai bermacam-macam gejala yang aneh Freud menemukan bahwa neurosis disebabkan oleh faktor-faktor tak sadar. Kata Freud : Id dipimpin oleh "prinsip kesenangan" (the pleasure prinsiple). Dalam mimpi sering kali kita melihat hal-hal yang sama sekali tidak logis. Id atau kesadaran psikis setiap manusia didasarkan atas Id itu.

b. Ego

Ego atau Aku, mulai mekar dari Id melalui kontak dengan dunia luar. Aktivitas Ego bisa sadar, prasadar atau tak sadar. Contoh : Aktivitas sadar disebut : persepsi lahiriah (saya melihat pohon disitu), persepsi batiniah (saya merasa sedih), dan persepsi intelektual. Aktivitas prasadar, fungsi ingatan. (saya mengingat kembali nama yang tadinya saya lupa). Aktivitas tak sadar, dijalankan oleh ego melalui mekanisme-mekanisme pertahanan, misal seseorang yang dalam hati kecilnya sangat takut pada kenyataannya berlaga gagah berani. Ego dikuasai oleh "prinsip realitas" kata Freud. Akhirnya, Ego menjamin kesatuan kepribadian atau dengan kata lain, mengadakan sintesis psikis.

c. Superego

Superego termasuk Ego, Superego merupakan dasar bagi fenomena yang kita sebut "hati nurani".

b. Hubungan Hati Nurani dengan Superego

Tentang hubungan antara hati nurani dengan superego dapat dikatakan sebagai beriku : Superego dimengerti sebagai dasar psikologis bagi fenomena etis yang kita sebut "hati nurani" atau sebagai dasar psikologis antara lain bagi fungsi seperti hati nurani yang etis. Menurut Freud, Superego bersifat lebih luas dari pada hati nurani.

Pengertian Cahaya, Sifat, Pemantulan, Pembiasan Cahaya dan Alat Optik

Sifat Gelombang Cahaya

Cahaya merupakan gelombang transversal yang termasuk gelombang elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 × 10⁸ m/s.

Sifat cahaya dipelajari / diselidiki oleh :

1. Teori Emisi Newton

Cahaya merupakan partikel yang sangat kecil dan ringan. Memancar ke segela arah dengan kecepatan yang sangat tinggi.

2. Teori Gelombang Huygens

Pada dasarnya cahaya sama dengan bunyi, berbeda hanya dalam hal frekuensi dan panjang gelombangnya saja.

3. Percobaan Young dan Fresnel

Cahaya mempunyai sifat dapat melentur dan berinterferensi. Peristiwa ini dapat diterangkan oleh teori emisi Newton.

4. Percobaan Foucault

Kecepatan cahaya dalam zat lebih kecil bila dibandingkan dengan kecepatannya di udara.

5. Teori Maxwell

Cepat rambat gelombang elekromaknetik sama dengan kecepatan cahaya, sehingga Macwell berkesimpulan cahaya merupakan gelombang elekromagnetik.

6. Percobaan Herzt

Cahaya merupakan gelombang elekromagnetik yang transversal sehingga dapat menunjukkan gejala polarisasi.

7. Percobaan Zeeman

Medan magnet yang kuat dapat mempengaruhi cahaya.

8. Percobaan Johanes Stark

Medan listrik yang kuat dapat mempengaruhi cahaya.

9. Percobaan Michelson dan Morley

Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa.

10. Percobaan Planck

Cahaya merupakan partikel-partikel kecil disebut kwanta, Kwantum energi cahaya disebut foton. Teori Planck disebut juga Teori Kwantum.

11. Teori Einstein

Cahaya dapat bersifat sebagai gelombang dan partikel, dibuktikan dengan percobaan efek foto listrik.

Jadi sifat-sfat cahaya :

Dapat mengalami : pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), lenturan (defraksi), hamburan, cahaya dapat dijumlahkan (interferensi), diuraikan (dispersi), di serap sebagian arah getarnya (polarisasi) dan juga bersifat sebagai gelombang dan partikel.

Pemantulan Cahaya

Hukum Pemantulan Cahaya oleh SNELLIUS :

1. Sinar datang, garis normal dan sinar pantul teletak pada satu bidang datar.
2. Sudut sinar datang (i) = sudut sinar pantul (r).

1. Pemantulan pada sinar datar.

P = benda

P' = bayangan

S = jarak benda ke cermin

S' = jarak bayangan ke cermin

S = S'

Sifat bayangan :

- Jarak bayangan = jarak benda ke cermin.

- Tinggi benda = tinggi bayangan.

- Bayangan bersifat tegak dan maya dibelakang cermin.

Bila dua buah cermin datar, satu sama lain didekatkan sehingga membentuk sudut α, maka banyaknya bayangan yang dapat dibentuk oleh kedua cermin adalah.

n = 360 / α ; dengan n = jumlah banyangan

2. Pemantulan pada cermin cembung

P = titik pusat kelengkungan

F = titik api (fokus)

R = jari-jari kelengkungan

f = jarak fokus ke permukaan cermin

R = 2f.

Sinar-sinar istimewa:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah sinar dari titik fokus

2. Sinar datang menuju titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan seolah-olah sinar datang dari titik pusat itu pula. Jadi sinar datang dari sinar pantul berimpit.

Pembentukan bayangan pada cermin cembung:

Sifat bayangan : selalu tegak, diperkecil dan maya (dibelakang cermin)

3. Pembentukan bayangan pada cermin cekung

Ⅰ = ruang antara cermin dengan titik fokus

Ⅱ = ruang antara titik fokus dengan titik pusat (P)

Ⅲ = ruang antara titik pusat (P) sampai jauh tak terhingga

Ⅳ = ruang dibelakang cemin

R = jari-jari

Sinar-sinar istimewa :

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipentulkan melalui titik fokus

2. Sinar datang menuju titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama

3. Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik pusat itu pula. Jadi sinar datang dan sinar pantul berimpit.

Perhitungan Pembentukan Bayangan

Pada kedua cermin cembung dan cermin cekung berlaku persamaan :

1/s + 1/s' = 1/f atau 1/s + 1/s' = 2/R

kerena : f 1/2 R atau R = 2f

dengan :

s = jarak benda ke cermin

s' = jarak bayangan ke cermin

f = jarak fokus

R = jari-jari kelengkungan cermin

Selain menentukan letak bayangan dari benda, dapat juga ditentukan perbesaran bayangan yang dibentuk oleh cermin, dengan persamaan :

m = ৷ h'/h ৷ = ৷ s'/s ৷

dengan :

m = perbesaran bayangan

h = tinggi benda

h' = tinggi bayangan

৷৷ = tanda mutlak

Untuk cermin cembung harga f dan R selalu negatip, sehingga cermin cembung disebut cermin negatip. Sedangkan cermin cekung harga f dan R selalu positip, sehingga cermin cembung disebut cermin positip.

Pembiasan Cahaya

salah satu sifat cahaya adalah mengalami pembelokan bila melewati batas dua medium. Peristiwa pembelokan cahaya ini disebut dengan pembiasan (refraksi).

Indeks Bias (n).

Yang dimaksud indeks bias cahaya adalah perbandingan kecepatan cahaya di udara terhadap kecepatan cahaya dalam medium lain.

n = C/ Cn

n = indeks bias medium

C = kecepatan cahaya diudara

Cn = kecepatan cehaya di dalam medium tersebut

Hukum Pembiasan:

1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar
2. Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat dibiaskan mendekati garis normal
3. Sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat dibiaskan mejauhi garis normal
4. Sinar datang tegak lurus dua medium tidak dibiaskan, melainkan diteruskan.

Hukum Pembiasan menurut SNELLIUS ; Sin i / Sin r' = n ; i = sudut datang r' = sudut bias.

Lensa Cembung

Sinar-sinar istimewa :

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus.
2. Sinar melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama.
3. Sinar melalui titik pusat optik tidak dibiaskan

Gambar:

F2     F1

Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, dan Ⅳ              = ruang untuk benda

(Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ), dan (Ⅳ)   = ruang untuk bayangan

Sifat bayangan:

Benda di ruang Ⅰ : Maya (didepan lensa), tegak dan diperbesar.

Benda di ruang Ⅱ : Nyata (dibelakang lensa ), terbalik dan diperbesar.

Benda di ruang Ⅲ : Nyata, terbalik dan diperkecil.

Lensa Cekung

Sinar-sinar istimewa :

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah dari titik fokus.
2. Sinar data seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama
3. Sinar melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Dimana benda diletakkan, sifat bayangan :

Selalu maya, selalu tegak, dan selalu diperkecil.

- Pada lensa, bayangan dibelakang lensa adalah positip (nyata) sedangkan pada cermin, bayangan dibelakang cermin adalah negatip (maya).

- Cermin cekung identik dengan lensa cembung dan cermin cembung identik dengan lensa cekung.

Lensa Gabungan

Dua buah lensa atau lebih dapat digabungkan sehingga berimpit dan sumbu utamanya juga berimpit dengan lensa gabungan.

Misal lensa setiap digabungkan dengan lensa positip.

Gambar :

Jarak fokus lensa gabungannya : 1/fg = 1/f1 + 1/f2 atau fg = f1.f2/f1 + f2

Kekuatan Lensa ( P )

Kekuatan lensa didefinisikan sebagai perbandingan terbalik terhadap jarak fokus, jadi bila jarak fokus besar maka kekuatan lensa kecil dan sebaliknya.

Persamaan :

P = 1/f (dioptri)     ;  f dalam meter

           atau 

P = 100/f (dioptri)   ;  f dalam cm

Alat Optik

Termasuk alat optik :

- Mata

- Lup

- Mikroskop

- Teropong (Bintang, Panggung dan Bumi).

1. Mata

    adalah salah satu alat optik yang dimiliki oleh setiap orang, mata memiliki sebuah lensa yang berfungsi sebagai alat optik. Mata mempunyai penglihatan jelas pada daerah yang dibatasi oleh dua titik, yaitu titik dekat (punctum proximum , PP ) dan titik jauh (Punctum remotum, PR).

Titik dekat (PP)

adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat jelas oleh mata yang berakomodasi sekuat-kuatnya.

Titik jauh (PR)

adalah titik terjauh yang masih dapat dilihat jelas oleh mata tanpa berakomodasi.

Mata normal (Emetropi)

Untuk mata normal letak titik dekat (PP) terhadap mata sekitar 25 cm sedangkan letak titik jauhnya (PR) terhadap mata adalah tak terhingga ( ~ ). Mata normal dapat melihat dengan jelas suatu benda yang letaknya dekat maupun jauh.

Benda dekat dilihat dengan mata berakomodasi, sedangkan jauh dilihat dengan mata tidak berakomodasi.

Gambar : 

mata berakomodasi , mata tanpa berakomodasi.

Cacat mata.

1. Rabun dekat (hypermetropi)

- mata tidak dapat melihat benda dekat

- titik dekatnya lebih jauh dari 25 cm

- titik jauhnya dianggap tetap ~ , (tak terhingga)

- supaya dapat melihat benda dekat seperti mata normal, dibantu dengan kaca mata lensa positip.

Gambar :

2. Rabun jauh (myopi)

- mata tidak mampu melihat benda jauh

- titik jauhnya lebih dekat dari ~ , (tak terhingga)

- supaya dapat melihat seperti normal, dibantu dengan kaca mata lensa negatip.

Gambar :

2. LUP

    Lup merupakan alat optik, yang hanya mempergunakan sejauh lensa cembung. Fungsi dari Lup adalah untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih besar dan lebih jelas.

Pembentukan bayangan pada Lup.

Sifat bayangan : diperbesar, maya (di depan lup) dan tegak

Perbesaran angular (sudut).

- untuk mata tak berakomodasi : 𝛾 = Sn / f

- untuk mata berakomodasi maksimum  𝛾 = Sn / f + 1

dengan :

              𝛾 = perbesaran angular / sudut

             Sn = titik dekat orang normal

              f = jarak fokus lup

3. Mikroskup

    Mikroskup mempergunakan dua buah lensa positip, yang berfungsi sebagai lensa obyektif (ob) dan lensa okuler (ok). Fungsi mikroskup adalah untuk melihat detail (bagian-bagian) benda supaya lebih besar dan lebih jelas.

Melihat bayangan benda tanpa berakomodasi.

Perbesarannya :

m = ৷ S₁' / S₁ ⅹ Sn / f𝜊𝜅 ৷

dengan : 

m = perbesaran bayangan

S₁ = jarak benda ke lensa obyektif 

S₁' = jarak bayangan (1) ke lensa obyektif 

Sn = jarak titik dekat orang normal, 25 cm

f𝑜𝑘 = jarak fokus lensa okuler

Melihat bayangan benda dengan berakomodasi

Perbesarannya :

m = ৷ S₁' / S₁ х ( Sn / f𝑜𝑘 + 1 ) ৷

dengan :

m = perbesaran bayangan

S₁ = jarak benda ke lensa obyektif

S₁' = jarak bayangan (1) ke lensa obyektif

Sn = jarak titik dekat orang normal, 25 sm

f𝑜𝑘 = jarak fokus lensa okuler

4. Teropong Bintang

Seperti halnya mikroskop teropong bintang juga menggunakan dua buah lensa positif.

Perbedaannya :
Lensa mikroskup f𝑜𝑏 < f𝑜𝑘, Lensa teropong bintang f𝑜𝑏 >> f𝑜𝑘.
Letak benda mikroskup dekat dengan lensa obyektif, Latak benda teropong bintang Jauh tak terhingga ( ~ ).

Pembesarannya :

m = f𝑜𝑏 / f𝑜𝑘

5. Teropong Bumi

Teropong bumi menggunakan tiga buah lensa positif, yang berfungsi sebagai lensa obyektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Lensa pembalik untuk membalikkan bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif.

Berbeda dengan mikroskup dan teropong bintang, bayangan yang diamati oleh mata pengamat semuanya terbalik. Sedang teropong bumi bayangan akhirnya yang diamati oleh mata pengamat adalah tegak.

Perbesaran bayangan.

untuk mata tak berakomodasi :

d = f𝑜𝑏 + 4 f𝑝 + f𝑜𝑘 ; f𝑝 = f𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑖𝑘

Perbesaran bayangan tanpa berakomodasi :

m = f𝑜𝑏 / f𝑜𝑘

6. Teropong Panggung

Teropong ini disebut juga teropong tonil, dan menggunakan dua buah lensa, yaitu lensa obyektif positip dan lensa okuler negatif, sehingga bayangan akhir yang terbentuk adalah tegak.

Perbesaran bayangan untuk mata tanpa berakomodasi :

m = ৷ f𝑜𝑏 / 𝑜𝑘 ৷

Sekian dari saya tentang artikel ini semoga bermanfaat dan terimakasih.

Pengertian Kekerasan

Definisi Kekerasan

Kekerasan adalah salah satu karakter material yang memungkinkan material tersebut menahan deformasi plastis. Selain itu, kekerasan juga diartikan secara sederhan sebagai ketahanan suatu material terhadap bending, goresan, atau pemotongan.

Kekerasan bukanlah karakter intrinsik material yang ditentukan oleh definisi unit-unit fundamental seperti massa, panjang, dan waktu. nilai dari sebuah kekerasan adalah hasil dari sebuah prosedur pengukuran yang sudah ditentukan.

Uji Kekerasan

Kekerasan dari sebuah material sudah sejak lama diuji dengan menunjukan ketahanan material tersebut terhadap goresan atau pemotongan, misalnya ketika material a bisa menggores material b, sedangkan material b tidak bisa menggores material a maka a didefinisikan lebih keras dari pada material b.

Kekerasan relatif dari suatu material bisa diperoleh melalui referensi dari skala mohs. Skala mohs menunjukan urutan atau ranking dari kemampuan suatu material untuk menahan goresan oleh material lainnya. Beberapa metode yang mirip untuk mengukur kekerasan relatif suatu material masih banyak digunakan saat ini.

Uji untuk mengukur kekerasan relatif seperti yang ditulis diatas, sangat terbatas pada penggunaan praktisnya dan tidak menunjukan hasil yang akurat. Selain itu, dengan semakin bervariasinya material sekarang, parameternya menjadi bias. Metode yang biasa digunakan untuk mendapatkan nilai kekerasan dengan mengukur kedalaman atau luas area hasil indentation yang membekas oleh sebuah indenter dengan bentuk yang spesifik, dengan kekuatan spefisik dan waktu yang spesifik juga.

Ada tiga prinsip standar metode tes untuk menunjukan hubungan antara kekerasan ukuran impression, yaitu brinell, vickers, dan rockwell. Untuk praktik dan alasan kalibrasi, tiap metode ini dibagi atau dibedakan kedalam tiga rentangan skala, yang didefinisikan oleh kombinasi beban yang diberikan dan geometri indenter.

Uji Kekerasan Mikro

Uji kekerasan mikro atau microhardness test didefinisikan secara umum sebagai tes kekerasan terhadap material dengan beban yang rendah. Selain itu, microhardness berarti kekerasan material tersebut sangat kecil dibandingkan bebannya. Istilah lain untuk microhardness ini adalah microindentation hardness testing. Dalam test ini, indenter intan dengan bentuk speifik ditekan pada permukaan spesimen yang diuji dengan menggunakan ukuran beban yang sudah ditentukan atau diketahui.

Ada dua uji kekerasan mikro yang paling umum, uji vickers dan uji knoop. Dalam uji microindentation, nilai kekerasan diukur berdasarkan indent yang berbekas atau berbentuk di permukaan spesimen yang diuji. Nilai kekerasan didasarkan pada area permukaan dari indent itu dibagi oleh beban yang diberikan dan satuannya kgf/mm².

Knoop hardness number (KHN) adalah rasio dari beban yang diberikan kepada indenter, P (kgf) terhadap daerah yang diproyeksikan (unrecovered projected area) A (mm²). Skema indentasi knoop ditunjukan pada gambar 1.
KHN = F/A = P/CL²

Dimana :
F  = beban yang diberikan (kgf)
A  = daerah yang diproyeksikan (unrecovered projected area of the indentation) (mm²)
L  = panjang diagonal hasil indentasi (mm)
C  = 0.07028 = konstanta dari indenter terhadap area yang diproyeksikan terhadap nilai dari panjang diagonal.

Nilai dari vickers adalah beban yang diberikan (kgf) dibagi oleh area permukaan dari indentasi (mm²).

Pada uji vickers, kedua diagonal diukur dan nilai yang digunakan untuk perhitungan nilai piramida vicker adalah nilai rata-rata diagonal tersebut.

Sedangkan dalam uji knoop, hanya diagonal yang paling panjang yang diukur, dan kekerasan knoop diukur berdasarkan area yang ditargetkan oleh indent dibagi oleh beban yang diberikan. Satuannya juga kgf/mm². Skema indentasi vickers ini ditunjukan pada gambar 2.

Prosedur uji mikroindentasi vickers sama dengan uji makroindentasi vickers dengan menggunakan piramida yang sama. Uji knoop menggunakan piramid yang diperpanjang untuk indent sampel material. Piramida yang diperpanjang akan menghasilkan impression yang dangkal, sehingga akan sangat menguntungkan dalam mengukur kekerasan sebuah material yang brittle atau komponen yang tipis. Indenter knoop dan vickers diharuskan untuk di poles dulu di permukaannya agar menghasilkan hasil yang akurat.

Pengertian Struktur Mikro

Struktur mikro merupakan struktur yang dapat diamati dibawah mikroskop optik. Meskipun dapat pula diartikan sebagai hasil dari pengamatan menggunakan scanning electron microscope (SEM). Mikroskop optik dapat memperbesar struktur hingga 1500 kali.

Untuk dapat mengamati struktur mikro sebuah material oleh mikroskop optik, maka harus dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut :

1. Melakukan pemolesan secara bertahap hingga lebih halus dari 0,5 mikron. Proses ini biasanya dilakukan dengan menggunakan ampelas secara bertahap dimulai dengan grid yang kecil (100) hingga gird yang besar (2000). Dilanjutkan dengan pemolesan oleh mesin poles dibantu dengan larutan pemoles.
2. Etsa dilakukan setelah memperluas struktur mikro. Etsa adalah membilas atau mencelupkan permukaan material yang akan diamati ke dalam sebuah larutan kimia yang dibuat sesuai kandungan paduan logamnya. Hal ini dilakukan untuk memunculkan fasa-fasa yang ada dalam struktur mikro.

Metalografi

Metalografi adalah cara untuk melihat struktur mikro dari sebuah paduan. Metalografi juga dilakukan untuk melihat fasa, persen fasa, ukuran butiran, pemeriksaan mikro memberikan informasi karakteristik-karakteristik struktural mikro seperti ukuran butiran, bentuk dan distribusi fasa-fasa kedua dan inklusi-inklusi non metalik.

Pengetahuan mengenai semua ini memberikan kemungkinan bagi seseorang ahli metalurgi untuk dapat memperkirakan dengan pertimbangan ketepatan sifat-sifat atau perilaku dari logam ketika digunakan untuk tujuan tujuan tertentu. Struktur mikro dalam batasan tertentu, mampu memberikan sejarah yang hampir lengkap dari logam tertentu yang telah mengalami perlakuan mekanik maupun perlakuan panas.

Di industri-industri bahan dan metalurgi, analsisi struktur mikro digunakan secara luas untuk spesifikasi bahan, kendali mutu bahan, evaluasi proses dan analisis kerusakan logam.

Fungsi Struktur Mikro

Pengamatan struktur mikro dilakukan untuk mengetahui kondisi mikro dari suatu logam. Pengamatan ini biasanya melibatkan batas butir dan fasa-fasa yang ada dalam logam atau paduan tersebut.

Definisi Perlakuan Panas (Heat Treatment)

Perlakuan panas atau heat treatment merupakan proses mengubah sifat mekanik (terutama kekerasan, keuletan, dan ketangguhan) dari material (logam) dengan memodifikasi struktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan laju pendinginan. Pada akhir proses ini terjadi pengubahan struktur mikro tanpa adanya pengubahan komposisi dari material.

Penentuan temperatur pemanasan dan laju pendinginan yang diberikan pada logam, sehingga diperoleh sifat mekanik dan struktur mikro yang diinginkan, berpendoman pada diagram fasa. Proses pemanasan dalam laku panas tidak boleh mencapai temperatur melting (garis solidus).

Proses perlakuan panas sangat penting untuk dilakukan mengingat fakta hampir semua komponen teknik yang terbuat dari logam memerlukan paling tidak satu tahap/siklus perlakuan panas agar diperoleh sifat mekanis yang diperlukan. Proses ini biasanya diterapkan mendekati suatu pada tahap akhir dari proses produksi logam. Misalnya adalah barang hasil forging, casting, pressing, dan pabrikasi perlu dilakukan panas sebelum dilakukan proses permesinan.

Adapun tujuan dari perlakuan panas ini adalah :

1. Melunakan yaitu memperbaiki plastisitasnya dengan cara mengatur ukuran, bentuk dan distribusi konstituen mikronya
2. Menghilangkan tegangan sisa yaitu untuk memungkinkan berlangsungnya relaksasi tegangan sisa hasil operasi sebelumnya
3. Menghomogenkan yaitu untuk mendapatkan komposisi kimia yang seragam di setiap bagian material melalui difusi unsur-unsur
4. Meningkatkan ketangguhan (toughness) yaitu meningkatkan kemampuan bahaya meyerap energi atau menahan tegangan yang tiba-tiba (impak) dalam selang plastis (atau untuk meningkatkan luas total daerah dibawah kurva tegangan-regangan)
5. Memperkeras yaitu memungkinkan terjadinya gangguan terhadap pergerakan dislokasi pada bidang slip dengan cara memodifikasi struktur mikro (cara : penghalusan ukuran, butiran/grain refinement, quench hardening dan precipitation hardening)
6. Meningkatkan ketahanan gesek (wear resistance) permukaan logam yaitu memperbaiki tahanan gesek permukaan dengan cara mendifusikan unsur-unsur interstisi seperti karbon dan nitrogen pada permukaan baja (carburizing, nitridizing, dan lain-lain.

Jenis tipe-tipe perlakuan panas ada beberapa macam, diantaranya :

1. Annealing

Merupakan suatu proses perlakuan panas pada material dengan cara memanaskannya pada temperatur dibawah daerah kestabilan fasa austenit (diatas garis Ac3 dan Acm) selama beberapa waktu lalu kemudian didinginkan secara perlahan ke temperature kamar. Struktur mikro yang terbentuk setelah proses annealing terdiri dari ferit perlit. Annealing biasa diterapkan pada material yang mengalami pengerjaan dingin (cold work). Adapun tujuan dari annealing antara lain adalah untuk menghilangkan tegangan sisa, melunakan baja, dan meningkatkan keuletan serta ketangguhan baja.

2. Stress relieving
Perlakuan panas stress relief bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk pada saat proses permesinan, pengerjaan dingin, pengelasan, dan lain-lain. Adanya tegangan sisa pada logam dapat mengakibatkan terjadinya distorsi pada logam atau baja. Oleh karena itu, tegangan sisa ini harus dihilangkan atau dikurangi. Caranya adalah dengan memanaskan baja hingga temperatur dibawah temperatur transformasi (Ac1), ditahan selama beberapa waktu, kemudian setelah itu baja didinginkan menuju temperatur kamar.

3. Normalizing
Normalizing merupakan proses perlakuan panas yang dilakukan untuk menghasilkan ukuran butiran yang halus dan seragam. Selain itu, pada umumnya baja dinormalisasi untuk menghasilkan struktur mikro ferit dan perlit yang seragam. Perlakuan panas normalizing terdiri atas proses austenisasi pada 100-150⁰F diatas temperatur kritis (garis Ac3 untuk baja hypoeutectoid, Acm untuk baja hypereutectoid) yang diikuti dengan pendinginan udara (air cooling). Lama pemanasan pada temperatur austenisasi adalah sekitar satu jam untuk setiap ketebalan satu inci.

4. Spheroidizing
Untuk menghasilkan baja selunak mungkin, maka baja biasanya dipanaskan hingga diatas atau dibawah temperatur eutectoid (sekitar 100 ⁰F) kemudian hingga ditahan selama beberapa waktu. Struktur mikro yang terbentuk terdiri atas sementit yang terbentuk spheroid (spheroid sementite) didalam matrik ferit, untuk menghasilkan struktur sementit yang seragam, maka struktur awal naja biasanya adalah martensit karena karbon terdistribusi lebih seragam di dalam martensit dibandingkan pada perlit.

5. Hardening
Hardening biasanya dilakukan untuk menghasilkan baja dengan kekerasan dan kekuatan yang baik. Proses hardening akan mengakibatkan perubahan struktur kristal dari BCC (body center cubic) menjadi FCC (face center cubic). Perlakuan panas hardening terdiri atas dua tahap utama yaitu austenisasi dan quenching. Austenisasi merupakan pemanasan baja hingga temperatur austenitisasi lalu ditahan selama beberapa menit (biasanya 15-45 menit). Setelah penahanan pada temperatur austenitisasi baja kemudian didinginkan dalam sebuah media pendingin, atau yang lebih dikenal dengan quenching. Struktur mikro yang terbentuk setelah proses hardening biasanya terdiri atas karbida, austenit sisa, dan untempered martensite.

6. Tempering
Tempering dibagi menjadi empat tahap berdasarkan temperatur pemanasannya dan apa saja yang terjadi saat itu. Tahap pertama, pemanasan pada temperatur 80-160 ⁰C. Pada tahap ini terjadi presipitasi fasa karbida dengan karbon tinggi yang disebut karbida E (Fe₂,₇C). Konsekuensinya, karbon pada temperatur 230-300 ⁰C. Pada tahap ini terjadi pendekomposisian austenit sisa menjadi bainit, ferit, dan sementit. Namun kadang temperatur tempering tahap dua dapat lebih tinggi karena austenit sisa yang relatif stabil akibat adanya unsur paduan penstabilan austenit. Tahap ketiga, pemanasan pada temperatur 160-400 ⁰C. Pada tahap ini, terjadi pembentukan dan pertumbuhan sementit (Fe₃C). Karbida E (kabrida transisi) dan martensit berubah menjadi sementit dan ferit. Tahap terakhir, tahap keempat, pemanasan pada temperatur 400-700 ⁰C. Pada tahap ini terjadi pertumbuhan, pengkasaran dan spherodisasi sementit.

Pengertian Pelelehan Logam

Pelelehan adalah proses dimana terjadi perubahan fasa dari padat menjadi cair. Pelelehan biasanya dilakukan untuk merubah bentuk logam dasar. Selain itu juga pelelehan bertujuan untuk menyatukan beberapa unsur menjadi satu paduan. Proses pelelehan memerlukan temperatur tinggi, sehingga suatu unsur bisa melalui titik lelehnya. Tanur adalah tempat untuk mendapatkan kondisi temperatur tinggi dan tempat melakukan tempat pelelehan.

Dari sudut pandang termodinamika, pada titik leleh, perubahan energi bebas gibs material adalah nol, karena entalpi dari material meningkat. Fenomena pelelehan terjadi ketika energi bebas Gibbs dari cairan menjadi lebih rendah dari pada kondisi padat material tersebut. Pada beberapa variasi tekanan, hal ini terjadi pada temperatur spesifik. Pesamaannya adalah sebagai berikut :

Dari sudut pandang termodinamika, pada perubahan energi bebas Gibs (ΔG) pada material adalah nol, karena entapli (H) dan entropi (S) dari material meningkat (ΔH,ΔS > 0). Fenomena pelelehan terjadi ketika energi bebas Gibbs dari kondisi cairan material menjadi lebih rendah dari pada kondisi solid ketika solid. Pada tekanan yang bervariasi hal ini terjadi pada temperatur yang spesifik.
Hal ini dapat juga terlihat pada :

ΔS = ΔH / T

Dimana :
T      = Temperature pada titik leleh
ΔS   = Perubahan entropi pelelehan
ΔH   = Perubahan entalpi pelelehan

Pada proses pengecoran atau pamaduan, material yang dicor lebih dari satu unsur yaitu dalam keadaan paduan. Perbedaan karakteristik pembekuan paduan berbeda dengan logam murni adalah dalam hal :

1. Pembekuan paduan biasanya berlangsung dalam selang temperatur tertentu
2. Komposisi padatan yang terbentuk pada awal pembekuan berbeda dengan padatan yang terakhir membeku
3. Mungkin terbentuk lebih dari satu fasa padat yang terpisah dari cairan.

Sekian dari saya tentang artikel Pengertian Pelelehan Logam terimakasih.