Selasa, 11 Oktober 2011

termodinamika


HASIL RINGKASAN TENTANG
TERMODINAMIKA






oleh :

1.    Aris Wibowo                          (A11000615)
2.    Sudiarti                                   (A11000580)
3.    Winda ermawati                     (A11000586)
4.    Fatihatul khomsah                  (A11000591)
5.    Titik tusiani                            (A11000601)





PROGRAM STUDI S1 KEPERAWATAN
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN MUHAMMADIYAH
GOMBONG
2011



TERMODINAMIKA

     Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) dan usaha yang berpindah. Dalam termodinamika akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.
a.    Temperatur
Temperatur adalah ukuran panas-dinginnya dari suatu benda. Panas-dinginnya suatu benda berkaitan dengan energi termis yang terkandung dalam benda tersebut. Makin besar energi termisnya, makin besar temperaturnya.
                                          dingin                                                        panas  

b.   Kalor Jenis
Kalor jenis adalah sifat khas suatu zat yang menunjukkan kemampuannya untuk menyerap kalor. Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1C. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter. Zat yang memiliki kalor jenis tinggi mampu menyerap lebih banyak kalor untuk kenaikan suhu yang rendah. Air merupakan zat yang memiliki kalor jenis paling tinggi diantara zat-zat yang lainnya.
Kalor jenis air yang tinggi menyebabkan beberapa hal berikut :
1.      Air digunakan sebagai zat cair penyimpan energi termal dari Matahari pada panel surya. Air digunakan sebagai zat penghantar kalor dengan tujuan agar hanya terjadi sedikit penurunan suhu sewaktu terjadi perpindahan kallor.
2.      Air digunakan sebagai cairan pendingin mesin mobil (radiator) yang berfungsi untuk memindahkan energi kalor dari mesin mobil ke udara sekitarnya, sehingga mesin mobil tetap dingin.

c.    Kalorimetri
Kata kalorimetri berasal dari bahasa Latin yaitu calor, yang berarti panas. Jadi kalorimetri adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor (panas).
Kalorimetri tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk hidup yang memproduksi karbondioksida dan buangan nitrogen (ammonia untuk organisme perairan, urea untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavosier (1780) mengatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan menggunakan regresi acak. Hal itu membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran panas oleh makhluk hidup juga dapat dihitung oleh perhitungan kalorimetri langsung (direct calorymetry), dimana makhluk hidup ditempatkan didalam kalorimeter untuk dilakukan pengukuran.
Ada berbagai jenis kalorimetri, tapi hanya membahas dua yaitu :
1.      Kalorimeter Aluminium
2.      Kalorimetet Elektrik
Kalorimeter elektrik digunakan untuk mengukur kalor jenis zat cair. Prinsip kerja kalorimeter elektrik adalah sbb. Sejumlah massa zat cair contoh (m kg) dimasukan ke dalam bajana tembaga dengan kapasitas kalor diketahui (). Kemudian zat cair tersebut dipanaskan selama selang waktu  sekon secara elektrik oleh pemanas listrik yang memiliki elemen pemanas dengann beda potensial  volt dan di lalui arus listrik dengan kuat arus  ampere. Kenaikan suhu () selama selang waktu diukur dengan termometer. Energi listrik yang diberikan kepada zat cair dalam selang waktu  adalah (joule). Jika dianggap tidak ada kalor yang hilang, energi kalor yang diseerap oleh kalorimeter dan zat cair adalah (+)=(+). Sesuai prinsip kekekalan energi.
=(+)
d.   Perpindahan Panas
Jenis benda panas disentuhkan dengan benda dingin, tak lama kemudian suhu benda panas turun, sedangkan suhu benda dingin naik. Hal ini terjadi kaarena benda panas memberika kepada benda dinginn. Jadi kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Ada tiga cara perpindahan kalor yaitu :
1.      Perpindahan kalor secara konduksi
Letakkan sebuah sendok logam ke dalam mangkuk berisi sup panas. Sentuhlah ujung sendok yang tidak terendam dalam sup. Apa yang terjadi? Ujung sendok tersebut terasa panas walaupun ujung sendok tersebut tidak bersentuhan langsung dengan sumber kalor (sup panass). Pada proses perpindahan kalor dari bagian sendok yang panas ke ujung sendok yang dingin tidak terjadi perpindahan partikel-partikel dalam sendok. Proses perpindahan kalor tanpa disertai partikel dinamakan konduksi.
Berdasarkan kemampuan menghantar kalor, zat dibagi atas dua golongan besar, yaitu konduktor dan isolator. Konduktor ialah zat yang mudah menghantar kalor. Isolator ialah zat yang sukar menghantar kalor.
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju konduksi kalor
a.       Beda suhu diantara kedua permukaan =-; makin besar beda suhu, makin cepat perpindahan kalor.
b.      Ketebalan dinding ; makin tebal dinding, makin lambat perpindahan kalor.
c.       Luas permukaan ; makin besar luas permukaan, makin cepat perpindahan kalor.
d.      Konduktivitas termal  merupakan ukuran kemampuan zat menghantar kalor; makin besar nilai , makin cepat perpindahan kalor.
Berdasarkan penjelasan di atas, banyak kalor  yang melalui dinding selama selang waktu  dinyatakan oleh daya konduksi kalor dengan rumus:
2.      Perpindahan kalor secara konveksi
Proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri dinamakan konveksi. Contoh kita meletakan tangan di atas lilin yang sedang menyala. Ada dua jenis konveksi yaitu konveksi alamiah dan paksa.
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor konveksi:
Laju kalor ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida sekitarnya secara konveksi sebanding dengan luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida dan beda suhu di antara benda dan fluida. Secara sistematis di tulis
Dengan adalah koefisien konveksi dengan nilai yang bergantungan pada bentuk dan kedudukan permukaan, yaitu tegak, miring, mendatar, menghadap ke bawah, atau menghadap ke atas.
3.      Perpindahan kalor secara radiasi
Perpindahan secara radiasi adalah proses perpindahan energi kalor melalui ruang hampa tanpa zat perantara (medium). Contoh: kalor dari matahari dapat sampai ke bumi melalui ruang hampa.
Faktor yang mempengaruhi:
Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu  sebanding dengan luas permukaan  dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu .
Secara sistematis di tulis
= 5,67 x 10W mK


e.    Kalor dan usaha
Usaha yang dilakukan pada atau oleh sistem adalah ukuran energi yang dipindahkan dari sistem kelingkungan atau sebaliknya. Sedangkan energi mekanik (kinetik atau potensial) sistem adalah energi yang dimiliki sistem akibat gerak dan koordinatnya. Dengan demikian ketika anda melakukan usaha pada suatu sistem, energi dipindahkan dari diri anda ke sistem. Jadi salah jika anda menyatakan bahwa usaha adalah sistem. Istilah yang benar adalah mengatakan bahwa usaha dikerjakan pada atau oleh sebuah sistem.
Setelah mempelajari tentang kalor kita dapat membedakan antara energi dan kalor. Kalor miprip seperti usaha, yaitu hanya muncul jika terjadi perpindahan energi antara sistem dan lingkungan. Kalor muncul ketika energi dipindahkan akibat adanya perbedaan suhu atau perubahan wujud zat. Jadi istilah kalor sebenarnya kurng tepet; yang tepat adalah aliran kalor.
f.     Kelembaban udara
Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air atau jumlah uap air di udara (atmosfer). Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh. 
Macam-macam kelembaban udara sebagai berikut :         
1)   Kelembaban relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama. Misalnya pada suhu 270C, udara tiap-tiap 1 m3maksimal dapat memuat 25 gram uap air pada suhu yang sama ada 20 gram uap air,maka lembab udara pada waktu itu sama dengan     
20    x  100 % = 80 %    
25 
2)   Kelembaban absolut / mutlak yaitu banyaknya uap air dalam gram pada 1 m3. 
Contoh : 1 m3 udara suhunya 250 C terdapat 15 gram uap air maka kelembaban mutlak = 15 gram. Jika dalam suhu  yang sama , 1 m3 udara maksimum mengandung 18 gram uap air, maka Kelembaban relatifnya = 15/18 X 100 % = 83,33 %.  



g.    Energi panas dalam praktek klinik 
·         energi panas bila mengenai salah satu bagian tubuh akan menaikan temperatur daerah tersebut.
·         Efek panas tersebut dapat dilihat menurut :
1.      fisika : pemuaian kesegala arah
2.      kimia : kecepatan reaksi kimia akan meningkat karena reaksi oksidasi meningkat pada kenaikan temperature. Permeabilitas membrane sel akan meningkat sehingga terjadi peningkatan metabolisme jaringan sehingga terjadi peningkatan pertukaran anatara zat kimia tubuh dan cairan tubuh.
3.      Biologis : merupakan gabungan efek panas fisika dan kimia. Adanya peningkatan sel darah putih, pekebaran pembuluh darah sehingga mengakibatkan sirkulasi darah meningkat.
·         Metode yang dipakai untuk transfer energy panasuntuk pengobatan :
1.      Konduksi
2.      Radiasi
3.      Elektromagnetis
4.      Gelombang ultrasonic.
·         Metode konduksi
Tergantung pada :
1.      Luas daerah kontak
2.      Perbedaan temperature
3.      Lamanya melakukan kontak
4.      Material konduksi panas
Dapat berupa :
a.       Kantong air panas/botol berisi air panas (efisien untuk pengobatan nyeri daerah perut)
b.      Handuk panas (efisien untuk pegobatan sakit otot misalnya kejang otot)
c.       Mandi uap / Turkish bad (efisien untuk relaksasi otot)
d.      Lumpur panas/muds packs (dapat mengkonduksi panas kedalam jaringan dan dapat mencegah kehilangan panas)
e.       Wax bath/parafin  bath (efisien untuk transfer panas pada tungkai bawah terutama pada orang tua)
f.       Electric pads (dengan cara melingkari kawat elemen panas dengan dibungkus abases)
Metode a-b dapat dilakukan terhadap pengobatan:
1.      Neuritis
2.      Sinusitis
3.      Contusion
4.      Low back pain
·         Metode radiasi
Digunakan untuk pemanasan tubuh secara radiasi (pemancaran) seperti pemanasan dengan sinar matahariatau nyala api.
·         Sumber radiasi :
1.      Electric fire yang terdiri dari dua tipe
a.       Old tipe fire 750 wattdengan range radiasi anatara merah dengan mendekati infra merah dan panjang gelombang < 15.000 Aº.
b.      Pencil bar tipe menggunakan reflector rectangular dan like acoustic type.
2.      Infra merah
a.       Untuk mendapatkan infra merah digunakan lampu pijar 250-1.000 watt yang diberi filter merah.
b.      Gelombang yang digunakan 8.000-40.000 nm (1nm = )
c.       Penetrasi energy/gelombang pada kulit  kuarrang lebih 3mm
d.      Metode radiasi dengan inframerah secara umum = metode konduksi panas tetapi lebih efektif karena penetrasinya lebih dalam.
·         Metode elekromagnetis
Ada 2 metode yaitu :
1.      Short weve diathermy, transfer panas dapat dilakukan kedalam tubuh dengan 2 cara :
a.       Teknik kondensor
bagian tubuh sebelah menyebelah diletakan dua metal plate Pada permukaan elektrode diberikan larutan elektrolit. Dengan adanya aliran bolak balik (AC) molekul-molekul dalam tubuh menjadi gitasi akibat kenaikan temperatur. Hal ini sesuai dengan hukum Joule ,dimana
H = energi panas (kalori)
V = voltage (volt)
I  = arus (ampere)
T = waktu (detik)
J = ekivalen Joule (1 Joule = 0,239 kalori = 0,738 ft/lb)
b.      Inductothermy
Bagian tubuh yang akan dipanasi dililitkan dengan kabel kemudian dialirkan listrik. Dengan cara ini jaringan tubuh tidak berada dalam sirkuit tetapi terletak dalam medan magnet dari suatu koil.  Aliran bolak-balik di dalam koil akan menimbulkan medan magnet bolak-balik di dalam jaringan à timbul panas di daerah yang bersangkutan.
Ø Frekuensi yang digunakan pada short wave diathermy 1 MHz sudah cukup untuk memanaskan jaringan.
Ø Kegunaan short wave diathermy :
a.       kram otot (muscle spam)
b.      nyeri intervertebral
c.       penyakit degeneratif persendian
d.       bursitis (radang bursa)

2.       Micro Wave Diathermy
·       Lebih mudah dibandingkan short wave diathermy.
·       Micro wave diathermy termasuk gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi yang sangat tinggi.
·       Energinya terletak antara short wave diathermy dan infra merah.
·       Pada tahun 1940 à frekuensi 900 MHz lebih efektif dan dihasilkan dengan memakai magnetron.
Ø Penyakit yang memerlukan pengobatan micro wave diathermy :
a.       patah tulang (fracture)
b.      keseleo (sprain)
c.       bursitis
d.      radang tendon
·         Metode ultrasonic
Gelombang ultrasonic ini sangat berbeda dengan gelombang elektro magnetis, gelombang ultrasonic diperoleh dari gelombang bunyi (audible sound) dengan frekuensi mendekati 1 M Hz. Pada waktu pengguenaan ultrasonic maka piezo electric tranduser diletekan langsugng pada jaringan yang akan diobati, intensitas yang digunakan seitar 5 watt/. Penggunaan Ultrasonic  lembih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih banyak menyerap panas. Ultrasonic selain dipergunakan untuk terpi (pengobatan) juga diperlukan untuk diagnostic.








DAFTAR PUSTAKA
Kanginan, Marthen.2006.Fisika untuk SMA Kelas X Semester 2.Jakarta:Erlangga.
Kanginan, Marthen.2006.Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 2.Jakarta:Erlangga.


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar