Energi — dari kalori hingga kilowatt‑jam

Pahami energi dalam kehidupan sehari-hari: kalori makanan, kWh peralatan, BTU dalam pemanasan, dan elektronvolt dalam fisika. Konversikan dengan percaya diri dengan contoh yang jelas.

Mengapa Satuan Energi Berkisar dari Kalori Makanan hingga Ledakan Nuklir

Alat ini mengonversi antara 53+ satuan energi - joule, kalori, BTU, kWh, elektronvolt, dan banyak lagi. Baik Anda menghitung energi makanan, tagihan utilitas, persyaratan HVAC, konsumsi bahan bakar, atau fisika partikel, konverter ini menangani semuanya mulai dari ikatan molekuler (elektronvolt) hingga energi supernova (10⁴⁴ J), termasuk hubungan penting antara energi, daya, dan waktu untuk aplikasi dunia nyata.

Dasar-Dasar Energi

Joule (J)

Satuan energi SI. 1 J = kerja 1 newton melalui 1 meter (1 N·m).

Apa itu energi?

Kapasitas untuk melakukan kerja atau menghasilkan panas. Sering diukur sebagai kerja mekanis, panas, atau energi listrik.

Daya berhubungan dengan energi melalui waktu: daya = energi/waktu (W = J/s).

Dasar SI: joule (J)
Listrik: Wh dan kWh
Gizi: Kalori = kilokalori (kkal)

Konteks sehari-hari

Tagihan listrik ditagih dalam kWh; peralatan mencantumkan daya (W) dan Anda mengalikannya dengan waktu untuk mendapatkan kWh.

Label makanan menggunakan Kalori (kkal). Pemanasan/pendinginan sering menggunakan BTU.

Pengisian daya telepon: ~10 Wh
Mandi (10 menit, pemanas 7 kW): ~1,17 kWh
Makan: ~600–800 kkal

Sains & energi‑mikro

Fisika partikel menggunakan eV untuk energi foton dan partikel.

Pada skala atom, energi Hartree dan Rydberg muncul dalam mekanika kuantum.

1 eV = 1,602×10⁻¹⁹ J
Foton tampak: ~2–3 eV
Energi Planck sangat besar (teoritis)

Poin-Poin Penting

Konversikan melalui joule (J) untuk kejelasan dan akurasi
kWh nyaman untuk energi rumah tangga; kkal untuk nutrisi
BTU umum di HVAC; eV di fisika

Alat Bantu Ingatan

Matematika Mental Cepat

kWh ↔ MJ

1 kWh = 3,6 MJ persis. Kalikan dengan 3,6 atau bagi dengan 3,6.

kkal ↔ kJ

1 kkal ≈ 4,2 kJ. Bulatkan menjadi 4 untuk perkiraan cepat.

BTU ↔ kJ

1 BTU ≈ 1,055 kJ. Kira-kira 1 BTU ≈ 1 kJ untuk perkiraan.

Wh ↔ J

1 Wh = 3.600 J. Pikirkan: 1 watt selama 1 jam = 3.600 detik.

Kalori Makanan

1 Kal (makanan) = 1 kkal = 4,184 kJ. Huruf 'K' besar berarti kilokalori!

kW × jam → kWh

Daya × Waktu = Energi. Pemanas 2 kW × 3 jam = 6 kWh dikonsumsi.

Referensi Energi Visual

Scenario	Energy	Visual Reference
Lampu LED (10 W, 10 jam)	100 Wh (0,1 kWh)	Biayanya ~$0,01 pada tarif biasa
Pengisian Penuh Smartphone	10-15 Wh	Cukup untuk mengisi daya ~60-90 kali dari 1 kWh
Sepotong Roti	80 kkal (335 kJ)	Bisa menyalakan bohlam 100W selama ~1 jam
Mandi Air Panas (10 menit)	1-2 kWh	Energi yang sama dengan menjalankan kulkas Anda selama sehari
Makan Lengkap	600 kkal (2,5 MJ)	Energi yang cukup untuk mengangkat mobil 1 meter dari tanah
Baterai Mobil Listrik (60 kWh)	216 MJ	Sama dengan 30.000 Kalori makanan atau 20 hari makan
Satu Liter Bensin	34 MJ (9,4 kWh)	Tapi mesin membuang 70% sebagai panas!
Petir	1-5 GJ	Terdengar besar tetapi hanya memberi daya pada sebuah rumah selama beberapa jam

Kesalahan Umum

Membingungkan kW dan kWh
Fix: kW adalah daya (laju), kWh adalah energi (jumlah). Pemanas 2 kW yang berjalan selama 3 jam menggunakan 6 kWh.
Kalori vs. kalori
Fix: Label makanan menggunakan 'Kalori' (huruf K besar) = kilokalori = 1.000 kalori (huruf k kecil). 1 Kal = 1 kkal = 4,184 kJ.
Mengabaikan Efisiensi
Fix: Bensin memiliki 9,4 kWh/liter, tetapi mesin hanya 25-30% efisien. Energi yang benar-benar berguna adalah ~2,5 kWh/liter!
mAh Baterai Tanpa Tegangan
Fix: 10.000 mAh tidak berarti apa-apa tanpa tegangan! Pada 3,7V: 10.000 mAh × 3,7V ÷ 1000 = 37 Wh.
Mencampur Tagihan Energi dan Daya
Fix: Tagihan listrik menagih per kWh (energi), bukan kW (daya). Tarif Anda adalah Rp/kWh, bukan Rp/kW.
Melupakan Waktu dalam Perhitungan Energi
Fix: Daya × Waktu = Energi. Menjalankan pemanas 1.500W selama 2 jam = 3 kWh, bukan 1,5 kWh!

Di Mana Setiap Satuan Cocok

Rumah & peralatan

Energi listrik ditagih dalam kWh; perkirakan konsumsi dengan daya × waktu.

Lampu LED 10 W × 5 jam ≈ 0,05 kWh
Oven 2 kW × 1 jam = 2 kWh
Tagihan bulanan menjumlahkan semua perangkat

Makanan & nutrisi

Kalori pada label adalah kilokalori (kkal) dan sering dipasangkan dengan kJ.

1 kkal = 4,184 kJ
Asupan harian ~2.000–2.500 kkal
kkal dan Kal (makanan) adalah sama

Pemanasan & bahan bakar

BTU, therm, dan ekuivalen bahan bakar (BOE/TOE) muncul di HVAC dan pasar energi.

1 therm = 100.000 BTU
Gas alam dan minyak menggunakan ekuivalen standar
Konversi kWh ↔ BTU umum

Bagaimana Konversi Bekerja

Metode satuan‑dasar

Konversikan ke joule (J), lalu dari J ke target. Faktor cepat: kWh × 3,6 → MJ; kkal × 4184 → J; BTU × 1055,06 → J.

Wh × 3600 → J; kWh × 3,6 → MJ
kkal × 4,184 → kJ; kal × 4,184 → J
eV × 1,602×10⁻¹⁹ → J; J ÷ 1,602×10⁻¹⁹ → eV

Konversi Umum

Dari	Ke	Faktor	Contoh
kWh	MJ	× 3,6	2 kWh = 7,2 MJ
kkal	kJ	× 4,184	500 kkal = 2.092 kJ
BTU	J	× 1.055,06	10.000 BTU ≈ 10,55 MJ
Wh	J	× 3.600	250 Wh = 900.000 J
eV	J	× 1,602×10⁻¹⁹	2 eV ≈ 3,204×10⁻¹⁹ J

Contoh Cepat

1 kWh → J→= 3.600.000 J

650 kkal → kJ→≈ 2.719,6 kJ

10.000 BTU → kWh→≈ 2,93 kWh

5 eV → J→≈ 8,01×10⁻¹⁹ J

Referensi Cepat

Matematika cepat biaya peralatan

Energi (kWh) × harga per kWh

Contoh: 2 kWh × Rp 3.000 = Rp 6.000
1.000 W × 3 jam = 3 kWh

Lembar contekan baterai

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

10.000 mAh × 3,7 V ≈ 37 Wh
Wh ÷ W perangkat ≈ waktu pemakaian (jam)

Matematika Cepat CO₂

Perkirakan emisi dari penggunaan listrik

CO₂ = kWh × intensitas jaringan
Contoh: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2.000 g (2 kg)
Jaringan rendah‑karbon (100 g/kWh) memotong ini sebesar 75%

Kesalahan Daya vs. Energi

Kebingungan umum

kW adalah daya (laju); kWh adalah energi (jumlah)
Pemanas 2 kW selama 3 jam menggunakan 6 kWh
Tagihan menggunakan kWh; pelat peralatan menunjukkan W/kW

Pengantar Energi Terbarukan

Dasar-dasar surya & angin

Energi terbarukan menghasilkan daya (kW) yang terintegrasi dari waktu ke waktu menjadi energi (kWh).

Output bervariasi dengan cuaca; rata-rata jangka panjang penting.

Faktor kapasitas: % dari output maksimum dari waktu ke waktu
Surya atap: ~900–1.400 kWh/kW·thn (tergantung lokasi)
Ladang angin: faktor kapasitas seringkali 25–45%

Penyimpanan & pergeseran

Baterai menyimpan surplus dan menggeser energi ke saat dibutuhkan.

Kapasitas kWh vs. daya kW penting
Efisiensi pulang-pergi < 100% (kerugian)
Tarif waktu penggunaan mendorong pergeseran

Lembar Contekan Kepadatan Energi

Sumber	Berdasarkan massa	Berdasarkan volume	Catatan
Bensin	~46 MJ/kg (~12,8 kWh/kg)	~34 MJ/L (~9,4 kWh/L)	Kira-kira; tergantung campuran
Diesel	~45 MJ/kg	~36 MJ/L	Sedikit lebih tinggi secara volumetrik daripada bensin
Bahan bakar jet	~43 MJ/kg	~34 MJ/L	Rentang minyak tanah
Etanol	~30 MJ/kg	~24 MJ/L	Lebih rendah dari bensin
Hidrogen (700 bar)	~120 MJ/kg	~5–6 MJ/L	Tinggi berdasarkan massa, rendah berdasarkan volume
Gas alam (STP)	~55 MJ/kg	~0,036 MJ/L	Gas terkompresi/LNG jauh lebih tinggi secara volumetrik
Baterai Li‑ion	~0,6–0,9 MJ/kg (160–250 Wh/kg)	~1,4–2,5 MJ/L	Tergantung kimia
Baterai timbal‑asam	~0,11–0,18 MJ/kg	~0,3–0,5 MJ/L	Kepadatan rendah, murah
Kayu (kering)	~16 MJ/kg	Bervariasi	Tergantung jenis dan kelembaban

Perbandingan Energi di Berbagai Skala

Aplikasi	Joule (J)	kWh	kkal	BTU
Foton tunggal (terlihat)	~3×10⁻¹⁹	~10⁻²²	~7×10⁻²⁰	~3×10⁻²²
Satu elektronvolt	1,6×10⁻¹⁹	4,5×10⁻²³	3,8×10⁻²⁰	1,5×10⁻²²
Semut mengangkat biji-bijian	~10⁻⁶	~10⁻⁹	~2×10⁻⁷	~10⁻⁹
Baterai AA	9.360	0,0026	2,2	8,9
Pengisian daya smartphone	50.000	0,014	12	47
Sepotong roti	335.000	0,093	80	318
Makan lengkap	2.500.000	0,69	600	2.370
Mandi air panas (10 menit)	5,4 MJ	1,5	1.290	5.120
Asupan makanan harian	10 MJ	2,8	2.400	9.480
Satu liter bensin	34 MJ	9,4	8.120	32.200
Baterai Tesla (60 kWh)	216 MJ	60	51.600	205.000
Petir	1-5 GJ	300-1.400	240rb-1,2jt	950rb-4,7jt
Satu ton TNT	4,184 GJ	1.162	1.000.000	3,97jt
Bom Hiroshima	63 TJ	17,5jt	15 miliar	60 miliar

Tolok Ukur Sehari-hari

Barang	Energi Khas	Catatan
Pengisian penuh telepon	~10–15 Wh	~36–54 kJ
Baterai laptop	~50–100 Wh	~0,18–0,36 MJ
1 potong roti	~70–100 kkal	~290–420 kJ
Mandi air panas (10 menit)	~1–2 kWh	Daya × waktu
Pemanas ruangan (1 jam)	1–2 kWh	Berdasarkan pengaturan daya
Bensin (1 L)	~34 MJ	Nilai kalor bawah (kira-kira)

Fakta Energi yang Menakjubkan

Baterai EV vs. Rumah

Baterai Tesla 60 kWh menyimpan energi yang sama dengan yang digunakan rumah biasa dalam 2-3 hari — bayangkan membawa listrik 3 hari di mobil Anda!

Therm yang Misterius

Satu therm adalah 100.000 BTU (29,3 kWh). Tagihan gas alam menggunakan therm karena lebih mudah mengatakan '50 therm' daripada '5 juta BTU'!

Trik Huruf Kapital Kalori

Label makanan menggunakan 'Kalori' (huruf K besar) yang sebenarnya adalah kilokalori! Jadi kue 200 Kalori itu sebenarnya 200.000 kalori (huruf k kecil).

Rahasia Kotor Bensin

1 liter bensin memiliki 9,4 kWh energi, tetapi mesin membuang 70% sebagai panas! Hanya ~2,5 kWh yang benar-benar menggerakkan mobil Anda. EV hanya membuang ~10-15%.

Tolok Ukur 1 kWh

1 kWh dapat: menyalakan bohlam 100W selama 10 jam, mengisi daya 100 smartphone, memanggang 140 potong roti, atau menjaga kulkas Anda tetap menyala selama 24 jam!

Keajaiban Pengereman Regeneratif

EV memulihkan 15-25% energi selama pengereman dengan mengubah motor menjadi generator. Itu adalah energi gratis dari energi kinetik yang terbuang!

E=mc² Sangat Mencengangkan

Tubuh Anda memiliki cukup energi massa (E=mc²) untuk memberi daya pada semua kota di Bumi selama seminggu! Tetapi mengubah massa menjadi energi membutuhkan reaksi nuklir.

Bahan Bakar Roket vs. Makanan

Pon per pon, bahan bakar roket memiliki energi 10 kali lipat dari cokelat. Tapi Anda tidak bisa makan bahan bakar roket — energi kimia ≠ energi metabolik!

Rekor & Ekstrem

Rekor	Energi	Catatan
Penggunaan harian rumah tangga	~10–30 kWh	Bervariasi berdasarkan iklim dan peralatan
Petir	~1–10 GJ	Sangat bervariasi
1 megaton TNT	4,184 PJ	Ekuivalen ledakan

Penemuan Energi: Dari Api Kuno ke Fisika Modern

Energi Kuno: Api, Makanan, dan Tenaga Otot

Selama ribuan tahun, manusia hanya memahami energi melalui efeknya: kehangatan dari api, kekuatan dari makanan, dan tenaga air dan angin. Energi adalah realitas praktis tanpa pemahaman teoretis.

**Penguasaan api** (~400.000 SM) - Manusia memanfaatkan energi kimia untuk panas dan cahaya
**Kincir air** (~300 SM) - Orang Yunani dan Romawi mengubah energi kinetik menjadi kerja mekanis
**Kincir angin** (~600 M) - Orang Persia menangkap energi angin untuk menggiling biji-bijian
**Pemahaman nutrisi** (zaman kuno) - Makanan sebagai 'bahan bakar' untuk aktivitas manusia, meskipun mekanismenya tidak diketahui

Aplikasi praktis ini mendahului teori ilmiah apa pun selama ribuan tahun. Energi dikenal melalui pengalaman, bukan persamaan.

Zaman Mekanis: Uap, Kerja, dan Efisiensi (1600-1850)

Revolusi Industri menuntut pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana panas diubah menjadi kerja. Insinyur mengukur efisiensi mesin, yang mengarah pada lahirnya termodinamika.

**Peningkatan mesin uap James Watt** (1769) - Mengukur output kerja, memperkenalkan tenaga kuda
**Teori mesin panas Sadi Carnot** (1824) - Membuktikan batasan teoretis dalam mengubah panas menjadi kerja
**Julius von Mayer** (1842) - Mengusulkan ekuivalen mekanis panas: panas dan kerja dapat dipertukarkan
**Eksperimen James Joule** (1843-1850) - Mengukur dengan tepat: 1 kalori = 4,184 joule kerja mekanis

Eksperimen Joule membuktikan konservasi energi: kerja mekanis, panas, dan listrik adalah bentuk yang berbeda dari hal yang sama.

Energi Terpadu: Konservasi dan Bentuk (1850-1900)

Abad ke-19 menyintesis pengamatan yang berbeda menjadi satu konsep: energi dilestarikan, berubah bentuk tetapi tidak pernah diciptakan atau dihancurkan.

**Hermann von Helmholtz** (1847) - Memformalkan hukum konservasi energi
**Rudolf Clausius** (1850-an) - Memperkenalkan entropi, menunjukkan bahwa kualitas energi menurun
**James Clerk Maxwell** (1865) - Menyatukan listrik dan magnet, menunjukkan bahwa cahaya membawa energi
**Ludwig Boltzmann** (1877) - Menghubungkan energi dengan gerak atom melalui mekanika statistik

Pada tahun 1900, energi dipahami sebagai mata uang utama fisika—berubah bentuk tetapi dilestarikan di semua proses alam.

Era Kuantum & Atom: E=mc² dan Skala Subatom (1900-1945)

Abad ke-20 mengungkapkan energi pada skala ekstrem: kesetaraan massa-energi Einstein dan mekanika kuantum pada skala atom.

**Max Planck** (1900) - Mengkuantisasi energi dalam radiasi: E = hν (konstanta Planck)
**E=mc² Einstein** (1905) - Massa dan energi setara; massa kecil = energi besar
**Niels Bohr** (1913) - Tingkat energi atom menjelaskan garis spektrum; eV menjadi satuan alami
**Enrico Fermi** (1942) - Reaksi berantai nuklir terkendali pertama melepaskan energi skala MeV
**Proyek Manhattan** (1945) - Uji coba Trinity mendemonstrasikan ~22 kiloton ekuivalen TNT (~90 TJ)

Energi nuklir memvalidasi E=mc²: fisi mengubah 0,1% massa menjadi energi—jutaan kali lebih padat daripada bahan bakar kimia.

Lanskap Energi Modern (1950-Sekarang)

Masyarakat pascaperang menstandardisasi satuan energi untuk utilitas, makanan, dan fisika sambil bergulat dengan bahan bakar fosil, energi terbarukan, dan efisiensi.

**Standardisasi Kilowatt-jam** - Utilitas listrik global mengadopsi kWh untuk penagihan
**Pelabelan Kalori** (1960-an-90-an) - Energi makanan distandardisasi; FDA mewajibkan fakta gizi (1990)
**Revolusi Fotovoltaik** (1970-an-2020-an) - Efisiensi panel surya naik dari <10% menjadi >20%
**Baterai lithium-ion** (1991-sekarang) - Kepadatan energi naik dari ~100 menjadi 250+ Wh/kg
**Jaringan cerdas & penyimpanan** (2010-an) - Manajemen energi real-time dan baterai skala jaringan

Era Iklim: Dekarbonisasi Sistem Energi

Abad ke-21 mengakui biaya lingkungan dari energi. Fokus bergeser dari sekadar menghasilkan energi menjadi menghasilkan energi bersih secara efisien.

**Intensitas karbon** - Bahan bakar fosil memancarkan 400-1000 g CO₂/kWh; energi terbarukan memancarkan <50 g CO₂/kWh siklus hidup
**Kesenjangan penyimpanan energi** - Baterai menyimpan ~0,5 MJ/kg vs. 46 MJ/kg bensin; kecemasan jangkauan tetap ada
**Integrasi jaringan** - Energi terbarukan yang bervariasi memerlukan penyimpanan dan respons permintaan
**Keharusan efisiensi** - LED (100 lm/W) vs. pijar (15 lm/W); pompa panas (COP > 3) vs. pemanasan resistif

Transisi ke net-zero membutuhkan elektrifikasi segalanya dan menghasilkan listrik itu secara bersih—sebuah perombakan sistem energi yang lengkap.

Tonggak Penting dalam Ilmu Energi

1807

Thomas Young pertama kali menciptakan istilah 'energi' dalam pengertian ilmiah modernnya

1824

Sadi Carnot menerbitkan teori mesin panas, mendirikan termodinamika

1842

Julius von Mayer mengusulkan ekuivalen mekanis panas

1843-50

James Joule menetapkan ekuivalen mekanis panas, membuktikan konservasi energi

1847

Hermann von Helmholtz memformalkan hukum konservasi energi

1882

Stasiun Pearl Street milik Edison mulai menjual listrik, menciptakan kebutuhan akan unit penagihan energi

1889

Kilowatt-jam (kWh) distandardisasi untuk penagihan utilitas listrik di seluruh dunia

1896

Kalori didefinisikan sebagai energi untuk memanaskan 1 gram air sebesar 1°C (kemudian disempurnakan menjadi 4,184 J)

1900

Max Planck mengkuantisasi energi: E = hν, mendirikan mekanika kuantum

1905

Einstein menerbitkan E=mc², menunjukkan kesetaraan massa-energi

1932

Elektronvolt (eV) diperkenalkan untuk skala energi fisika atom dan partikel

1942

Enrico Fermi mencapai reaksi berantai nuklir terkendali pertama

1945

Uji coba Trinity mendemonstrasikan energi nuklir; ekuivalen TNT menjadi standar (Hiroshima: ~15 kiloton)

1954

Pembangkit listrik tenaga nuklir pertama (Obninsk, Uni Soviet) menghasilkan listrik dari fisi

1990

FDA mewajibkan label fakta gizi dengan energi dalam Kalori (kkal)

1991

Sony mengkomersialkan baterai lithium-ion; revolusi penyimpanan energi yang dapat diisi ulang dimulai

2000-an

Kepadatan energi baterai lithium-ion mencapai tingkat praktis (100-250 Wh/kg), memungkinkan revolusi EV

2015

Perjanjian Paris menargetkan emisi nol bersih; transisi energi dipercepat

2022

NIF mencapai penyalaan fusi: perolehan energi dari reaksi fusi

Skala Energi: Dari Bisikan Kuantum hingga Ledakan Kosmik

Energi mencakup rentang yang tak terbayangkan: dari foton tunggal hingga supernova. Memahami skala ini membantu mengontekstualisasikan penggunaan energi sehari-hari.

Kuantum & Molekuler (10⁻¹⁹ hingga 10⁻¹⁵ J)

Typical units: eV hingga meV

**Energi termal per molekul** (suhu kamar) - ~0,04 eV (~6×10⁻²¹ J)
**Foton tampak** - 1,8-3,1 eV (cahaya merah hingga ungu)
**Pemutusan ikatan kimia** - 1-10 eV (ikatan kovalen)
**Foton sinar-X** - 1-100 keV

Skala Mikroskopis & Manusia (1 mJ hingga 1 MJ)

Typical units: mJ, J, kJ

**Nyamuk terbang** - ~0,1 mJ
**Pengisian penuh baterai AA** - ~10 kJ (2,7 Wh)
**Permen batangan** - ~1 MJ (240 kkal)
**Manusia saat istirahat (1 jam)** - ~300 kJ (laju metabolisme 75 kkal)
**Baterai smartphone** - ~50 kJ (14 Wh)
**Granat tangan** - ~400 kJ

Rumah Tangga & Kendaraan (1 MJ hingga 1 GJ)

Typical units: MJ, kWh

**Mandi air panas (10 menit)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
**Asupan makanan harian** - ~10 MJ (2.400 kkal)
**Satu liter bensin** - 34 MJ (9,4 kWh)
**Baterai Tesla Model 3** - ~216 GJ (60 kWh)
**Penggunaan harian rumah tangga** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
**Satu galon bensin** - ~132 MJ (36,6 kWh)

Industri & Kota (1 GJ hingga 1 TJ)

Typical units: GJ, MWh

**Petir** - 1-10 GJ (sangat bervariasi)
**Kecelakaan mobil kecil (100 km/jam)** - ~1 GJ (energi kinetik)
**Satu ton TNT** - 4,184 GJ
**Bahan bakar jet (1 ton)** - ~43 GJ
**Listrik harian blok kota** - ~100-500 GJ

Peristiwa Skala Besar (1 TJ hingga 1 PJ)

Typical units: TJ, GWh

**Satu kiloton TNT** - 4,184 TJ (Hiroshima: ~63 TJ)
**Output harian pembangkit listrik kecil** - ~10 TJ (pembangkit 100 MW)
**Output tahunan ladang angin besar** - ~1-5 PJ
**Peluncuran Pesawat Ulang Alik** - ~18 TJ (energi bahan bakar)

Peradaban & Geofisika (1 PJ hingga 1 EJ)

Typical units: PJ, TWh

**Senjata nuklir megaton** - 4.184 PJ (Tsar Bomba: ~210 PJ)
**Gempa bumi besar (magnitudo 7)** - ~32 PJ
**Badai (total energi)** - ~600 PJ/hari (sebagian besar sebagai panas laten)
**Output tahunan Bendungan Hoover** - ~15 PJ (4 TWh)
**Penggunaan energi tahunan negara kecil** - ~100-1.000 PJ

Planet & Bintang (1 EJ hingga 10⁴⁴ J)

Typical units: EJ, ZJ, dan seterusnya

**Konsumsi energi tahunan AS** - ~100 EJ (~28.000 TWh)
**Penggunaan energi tahunan global** - ~600 EJ (2020)
**Letusan Krakatau (1883)** - ~840 PJ
**Dampak asteroid Chicxulub** - ~4×10²³ J (100 juta megaton)
**Output harian Matahari** - ~3,3×10³¹ J
**Supernova (Tipe Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)

Perspective

Setiap tindakan—dari foton yang mengenai mata Anda hingga bintang yang meledak—adalah transformasi energi. Kita hidup dalam rentang yang sempit: dari megajoule hingga gigajoule.

Energi dalam Aksi: Aplikasi Dunia Nyata di Berbagai Domain

Gizi & Metabolisme

Label makanan mencantumkan energi dalam Kalori (kkal). Tubuh Anda mengubah ini menjadi ATP untuk kerja seluler dengan efisiensi ~25%.

**Laju metabolisme basal** - ~1.500-2.000 kkal/hari (6-8 MJ) untuk tetap hidup
**Lari maraton** - Membakar ~2.600 kkal (~11 MJ) selama 3-4 jam
**Cokelat batangan** - ~250 kkal dapat memberi daya pada laptop 60W selama ~4,5 jam (jika 100% efisien)
**Matematika diet** - 1 pon lemak = ~3.500 kkal defisit; 500 kkal/hari defisit = 1 pon/minggu

Manajemen Energi Rumah Tangga

Tagihan listrik menagih per kWh. Memahami konsumsi peralatan membantu mengurangi biaya dan jejak karbon.

**LED vs. pijar** - LED 10W = lampu pijar 60W; menghemat 50W × 5 jam/hari = 0,25 kWh/hari = Rp 13.500/bulan
**Beban hantu** - Perangkat dalam keadaan siaga membuang ~5-10% energi rumah tangga (~1 kWh/hari)
**Pompa panas** - Memindahkan 3-4 kWh panas menggunakan 1 kWh listrik (COP > 3); pemanas resistif adalah 1:1
**Pengisian mobil listrik** - Baterai 60 kWh dengan harga Rp 2.250/kWh = Rp 135.000 untuk pengisian penuh (vs. ekuivalen bensin Rp 600.000)

Transportasi & Kendaraan

Kendaraan mengubah energi bahan bakar menjadi energi kinetik dengan kerugian yang signifikan. EV 3x lebih efisien daripada mesin pembakaran internal.

**Mobil bensin** - 30% efisien; 1 galon (132 MJ) → 40 MJ kerja berguna, 92 MJ panas
**Mobil listrik** - 85% efisien; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ ke roda, 11 MJ kerugian
**Pengereman regeneratif** - Memulihkan 10-25% energi kinetik kembali ke baterai
**Aerodinamika** - Menggandakan kecepatan melipatgandakan daya hambat yang dibutuhkan (P ∝ v³)

Industri & Manufaktur

Industri berat menyumbang ~30% dari penggunaan energi global. Efisiensi proses dan pemulihan panas limbah sangat penting.

**Produksi baja** - ~20 GJ per ton (5.500 kWh); tungku busur listrik menggunakan skrap dan lebih sedikit energi
**Peleburan aluminium** - ~45-55 GJ per ton; itulah mengapa daur ulang menghemat 95% energi
**Pusat data** - ~200 TWh/tahun secara global (2020); PUE (Power Usage Effectiveness) mengukur efisiensi
**Produksi semen** - ~3-4 GJ per ton; menyumbang 8% dari emisi CO₂ global

Sistem Energi Terbarukan

Tenaga surya, angin, dan air mengubah energi sekitar menjadi listrik. Faktor kapasitas dan intermitensi membentuk penyebarannya.

**Panel surya** - efisiensi ~20%; 1 m² menerima ~1 kW puncak matahari → 200W × 5 jam matahari/hari = 1 kWh/hari
**Faktor kapasitas turbin angin** - 25-45%; turbin 2 MW × 35% CF = 6.100 MWh/tahun
**Hidroelektrik** - 85-90% efisien; 1 m³/s jatuh 100m ≈ 1 MW
**Efisiensi pulang-pergi penyimpanan baterai** - 85-95%; kerugian sebagai panas selama pengisian/pengosongan

Aplikasi Ilmiah & Fisika

Dari akselerator partikel hingga fusi laser, penelitian fisika beroperasi pada tingkat energi ekstrem.

**Large Hadron Collider** - 362 MJ tersimpan dalam berkas; tumbukan proton pada 13 TeV
**Fusi laser** - NIF mengirimkan ~2 MJ dalam nanodetik; mencapai titik impas pada tahun 2022 (~3 MJ keluar)
**Isotop medis** - Siklotron mempercepat proton hingga 10-20 MeV untuk pencitraan PET
**Sinar kosmik** - Partikel berenergi tertinggi yang terdeteksi: ~3×10²⁰ eV (~50 J dalam satu proton!)

Katalog Satuan

Metrik (SI)

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
joule	J	1	Satuan dasar energi SI.
kilojoule	kJ	1,000	1.000 J; berguna untuk nutrisi.
megajoule	MJ	1,000,000	1.000.000 J; skala peralatan/industri.
gigajoule	GJ	1.000e+9	1.000 MJ; industri/teknik besar.
mikrojoule	µJ	0.000001	Mikrojoule; sensor dan pulsa laser.
milijoule	mJ	0.001	Milijoule; pulsa kecil.
nanojoule	nJ	0.000000001	Nanojoule; peristiwa energi‑mikro.
terajoule	TJ	1.000e+12	1.000 GJ; pelepasan sangat besar.

Imperial / AS

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
unit termal Inggris	BTU	1,055.06	Unit termal Britania; HVAC dan pemanasan.
BTU (IT)	BTU(IT)	1,055.06	Definisi BTU IT (≈ sama dengan BTU).
BTU (termokimia)	BTU(th)	1,054.35	Definisi BTU termokimia.
daya kaki-pon	ft·lbf	1.35582	Kaki‑pon gaya; kerja mekanis.
daya inci-pon	in·lbf	0.112985	Inci‑pon gaya; torsi dan kerja.
juta BTU	MBTU	1.055e+9	Juta BTU; pasar energi.
quad	quad	1.055e+18	10¹⁵ BTU; skala energi nasional.
therm	thm	105,506,000	Penagihan gas alam; 100.000 BTU.

Kalori

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
kalori	cal	4.184	Kalori kecil; 4,184 J.
Kalori (makanan)	Cal	4,184	‘Kalori’ label makanan (kkal).
kilokalori	kcal	4,184	Kilokalori; Kalori makanan.
kalori (15°C)	cal₁₅	4.1855	Kalori pada 15°C.
kalori (20°C)	cal₂₀	4.182	Kalori pada 20°C.
kalori (IT)	cal(IT)	4.1868	Kalori IT (≈4,1868 J).
kalori (termokimia)	cal(th)	4.184	Kalori termokimia (4,184 J).

Listrik

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
kilowatt-jam	kWh	3,600,000	Kilowatt‑jam; tagihan utilitas dan EV.
watt-jam	Wh	3,600	Watt‑jam; energi peralatan.
elektronvolt	eV	1.602e-19	Elektronvolt; energi partikel/foton.
gigaelektronvolt	GeV	1.602e-10	Gigaelektronvolt; fisika energi tinggi.
gigawatt-jam	GWh	3.600e+12	Gigawatt‑jam; jaringan dan pembangkit.
kiloelektronvolt	keV	1.602e-16	Kiloelektronvolt; sinar-X.
megaelektronvolt	MeV	1.602e-13	Megaelektronvolt; fisika nuklir.
megawatt-jam	MWh	3.600e+9	Megawatt‑jam; fasilitas lebih besar.

Atom / Nuklir

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
satuan massa atom	u	1.492e-10	Ekuivalen energi 1 u (melalui E=mc²).
energi Hartree	Eₕ	4.360e-18	Energi Hartree (kimia kuantum).
kiloton TNT	ktTNT	4.184e+12	Kiloton TNT; energi ledakan besar.
megaton TNT	MtTNT	4.184e+15	Megaton TNT; energi ledakan sangat besar.
konstanta Rydberg	Ry	2.180e-18	Energi Rydberg; spektroskopi.
ton TNT	tTNT	4.184e+9	Ton TNT; ekuivalen ledakan.

Ilmiah

Satuan	Simbol	Joule	Catatan
barel setara minyak	BOE	6.120e+9	Barel ekuivalen minyak ~6,12 GJ (kira-kira).
kaki kubik gas alam	cf NG	1,055,060	Kaki kubik gas alam ~1,055 MJ (kira-kira).
dyne-sentimeter	dyn·cm	0.0000001	Dyne‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J.
erg	erg	0.0000001	Erg; energi CGS; 1 erg = 10⁻⁷ J.
jam tenaga kuda	hp·h	2,684,520	Jam tenaga kuda; mekanis/mesin.
jam tenaga kuda (metrik)	hp·h(M)	2,647,800	Jam tenaga kuda metrik.
panas laten uap	LH	2,257,000	Panas laten penguapan air ≈ 2,257 MJ/kg.
energi Planck	Eₚ	1.956e+9	Energi Planck (Eₚ) ≈ 1,96×10⁹ J (skala teoretis).
ton setara batu bara	TCE	2.931e+10	Ton ekuivalen batubara ~29,31 GJ (kira-kira).
ton setara minyak	TOE	4.187e+10	Ton ekuivalen minyak ~41,868 GJ (kira-kira).

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa perbedaan antara kW dan kWh?

kW adalah daya (laju). kWh adalah energi (kW × jam). Tagihan menggunakan kWh.

Apakah Kalori sama dengan kkal?

Ya. ‘Kalori’ makanan sama dengan 1 kilokalori (kkal) = 4,184 kJ.

Bagaimana cara memperkirakan biaya peralatan?

Energi (kWh) × tarif (per kWh). Contoh: 2 kWh × Rp 3.000 = Rp 6.000.

Mengapa ada begitu banyak definisi kalori?

Pengukuran historis pada suhu yang berbeda menyebabkan varian (IT, termokimia). Untuk nutrisi, gunakan kkal.

Kapan saya harus menggunakan eV daripada J?

eV alami untuk skala atom/partikel. Konversikan ke J untuk konteks makroskopis.

Apa itu faktor kapasitas?

Output energi aktual dari waktu ke waktu dibagi dengan output jika pembangkit listrik berjalan dengan daya penuh 100% dari waktu.

Direktori Alat Lengkap

Semua 71 alat yang tersedia di UNITS

▼Konverter

Panjang Berat & Massa Suhu Volume Luas Waktu Mata Uang Kecepatan Ekonomi Bahan Bakar Percepatan Gaya Torsi

▼Kalkulator

IMT Kalori BMR Makro Lemak Tubuh Berat Badan Ideal KPR Pinjaman Pinjaman Otomotif Investasi Bunga Majemuk Target Tabungan

▼Alat

Museum Satuan Satuan Kustom

▼Ekstra

Duel Satuan

Konverter Energi