TERMOFISIKA (TERMODINAMIKA)
DISUSUN OLEH:
Siti Mutiah
Suryana S irwan
Dewanti S. Husein
Fitri A Thomisio
Nhani Tomia
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES
JURUSAN KEPERAWATAN
MALUKU
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah yang berjudul ” termodinamika (termofisika) “tepat pada waktunya.Dalam penulisan makalah ini penulis ingin mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.Semoga proposal ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan siapa saja yang membacanya.
` Ambon, 18 oktober 2014
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.........................................................................................................
KATA PENGANTAR......................................................................................................
DAFTAR ISI...................................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang...........................................................................................................
1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................................
1.3 Tujuan.......................................................................................................................
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Hukum Termodinamika...............................................................................................
2.2 Reservoir Energi Panas (Thermal Energy Reservoir)...................................................................................................................................
2.3 Mesin Kalor (Heat Engines)...................................................................... ..........................
2.4 Mesin Pendingin dan Pompa kalor.......................................................................................
TERMOFISIKA..........................................................................................................................
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan................................................................................................................
3.2 Saran.........................................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Termofisika adalah ilmu pengetahuan yang mencakup semua cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari dan menjelaskan sikap zat dibawah pengaruh kalor dan perubahan-perubahan yang menyertainya.Di dalamnya tercakup : kalorimetri, termometri, perpindahan kalor,termodinamika, teori kinetik gas dan fisika statistik.Termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi.
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
Hukum keseimbangan / kenaikan entropi: Panas tidak bisa mengalir dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan. Entropi adalah tingkat keacakan energi. Jika satu ujung material panas, dan ujung satunya dingin, dikatakan tidak acak, karena ada konsentrasi energi. Dikatakan entropinya rendah. Setelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik.
Proses termodinamik yang berlanggsung secara alami seluruhnya disebut proses ireversibel (irreversibel process). Proses tersebut berlanggsung secara spontan pada satu arah tetapi tidak pada arah sebaliknya. Contohnya kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.
Proses reversibel adalah proses termodinamik yang dapat berlanggsung secara bolak-balik. Sebuah sistem yang mengalami idealisasi proses reversibel selalu mendekati keadaan kesetimbangan termodinamika antara sistem itu sendiri dan lingkungannya. Proses reversibel merupakan proses seperti-kesetimbangan (quasi equilibrium process).
1.2 Rumusan Masalah
Maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1.2.1 Apa pengertian dan aplikasi hukum termodinamika ?
1.2.2 Apa dan bagaimana hokum termodinamika ?
1.3 Tujuan
Penulisan Makalah ini diharapkan mampu memberikan manfaat sebagai berikut :
1.3.1 Memberikan tambahan pengetahuan kepada pembaca tentang Hukum Termodinamika.
1.3.2 Memberikan penjelasan tentang hal – hal dasar yang sering dilupakan dalam Thermodinamika.
1.3.3 Memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang Hukum Termodinamika.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pendahuluan Hukum Termodinamika
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah. Dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (arahnya dapat dibalik). Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak pernah mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya. Misalnya, jika sebuah kubus kecil dicelupkan ke dalam secangkir air kopi panas, kalor akan mengalir dari air kopi panas ke kubus es sampai suhu keduanya sama.
Hukum pertama termodinamika tidak dapat menjelaskan apakah suatu proses mungkin terjadi ataukah tak mungkin terjadi. Oleh karena itu, muncullah hukum kedua termodinamika yang disusun tidak lepas dari usaha untuk mencari sifat atau besaran sistem yang merupakan fungsi keadaan. Ternyata orang yang menemukannya adalah Clausius dan besaran itu disebut entropi. Hukum kedua ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
“Proses suatu sistem terisolasi yang disertai dengan penurunan entropi tidak mungkin terjadi. Dalam setiap proses yang terjadi pada sistem terisolasi, maka entropi sistem tersebut selalu naik atau tetap tidak berubah.”
Hukum kedua termodinamika memberikan batasan dasar pada efisiensi sebuah mesin atau pembangkit daya. Hukum ini juga memberikan batasan energi masukan minimum yang dibutuhkan untuk menjalankan sebuah sistem pendingin. Hukum kedua termodinamika juga dapat dinyatakan dalam konsep entropi yaitu sebuah ukuran kuantitatif derajat ketidakaturan atau keacakan sebuah sistem.
Dari hasil percobaan para ahli menyimpulkan bahwa mustahil untuk membuat sebuah mesin kalor yang mengubah panas seluruhnya menjadi kerja, yaitu mesin dengan efisiensi termal 100%. Kemustahilan ini adalah dasar dari satu pernyataan hukum kedua termodinamika sebagai berikut :
“Adalah mustahil bagi sistem manapun untuk mengaalami sebuah proses di mana sistem menyerap panas dari reservoir pada suhu tunggal dan mengubah panas seluruhnya menjadi kerja mekanik, dengan sistem berakhir pada keadaan yang sama seperti keadaan awalnya”.
Pernyataan ini dikenal dengan sebutan pernyataan “mesin” dari hukum kedua termodinamika.
Dasar dari hukum kedua termodinamika terletak pada perbedaaan antara sifat alami energi dalam dan energi mekanik makroskopik. Dalam benda yang bergerak, molekul memiliki gerakan acak, tetapi diatas semua itu terdapat gerakan terkoordinasi dari setiap molekul pada arah yang sesuai dengan kecepatan benda tersebut. Energi kinetik dan energi potensial yang berkaitan dengan gerakan acak menghasilkan energi dalam.
Jika hukum kedua tidak berlaku, seseorang dapat menggerakkan mobil atau pembangkit daya dengan mendinginkan udara sekitarnya. Kedua kemustahilan ini tidak melanggar hukum pertama termodinamika. Oleh karena itu, hukum kedua termodinamika bukanlah penyimpulan dari hukum pertama, tetapi berdiri sendiri sebagai hukum alam yang terpisah. Hukum pertama mengabaikan kemungkinan penciptaan atau pemusnahan energi. Sedangkan hukum kedua termodinamika membatasi ketersediaan energi dan cara penggunaan serta pengubahannya.
Panas mengalir secara spontan dari benda panas ke benda yang lebih dingin, tidak pernah sebaliknya. Sebuah pendingin mengambil panas dari benda dingin ke benda yang lebih panas, tetapi operasinya membutuhkan masukan energi mekanik atau kerja. Hal umum mengenai pengamatan ini dinyatakan sebagai berikut :
“Adalah mustahil bagi proses mana pun untuk bekerja sendiri dan menghasilkan perpindahan panas dari benda dingin ke benda yang lebih panas.”
Pernyataan ini dikenal dengan sebutan pernyataan “pendingin” dari hukum kedua termodinamika.
Pernyataan “pendingin” ini mungkin tidak tampak berkaitan sangat dekat dengan pernyataan “mesin”. Tetapi pada kenyataannya, kedua pernyataan ini seutuhnya setara. Sebagai contoh, jika seseorang dapat membuat pendingin tanpa kerja, yang melanggar pernyataan “pendingin” dari hukum kedua, seseorang dapat mengabungkannya dengan sebuah mesin kalor, memompa kalor yang terbuang oleh mesin kembali ke reservoir panas untuk dipakai kembali. Meski gabungan ini akan melanggar pernyataan “mesin” dari hukum kedua, karena selisih efeknya akan menarik selisih panas sejumlah dari reservoir panas dan mengubah seutuhnya menjadi kerja W.
Perubahan kerja menjadi panas, seperti pada gesekan atau aliran fluida kental (viskos) dan aliran panas dari panas ke dingin melewati sejumlah gradien suhu, adalah suatu proses ireversibel. Pernyataan “mesin” dan “pendingin” dari hukum kedua menyatakan bahwa proses ini hanya dapat dibalik sebagian saja. Misalnya, gas selalu mengalami kebocoran secara spontan melalui suatu celah dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Gas-gas dan cairan-cairan yang dapat bercampur bila dibiarkan akan selalu tercampur dengan sendirinya dan bukannya terpisah. Hukum kedua termodinamika adalah sebuah pernyataan dari aspek sifat searah dari proses-proses tersebut dan banyak proses ireversibel lainnya. Perubahan energi adalah aspek utama dari seluruh kehidupan tanaman dan hewan serta teknologi manusia, maka hukum kedua termodinamika adalah dasar terpenting dari dunia tempat makhluk hidup tumbuh dan berkembang.
Dua formulasi dari hukum kedua termodinamika yang berguna untuk memahami konversi energi panas ke energi mekanik, yaitu formulasi yang dikemukakan oleh Kelvin-Planck dan Rudolf Clausius. Adapun hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut :
1. Formulasi Kelvin-Planck
“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik.” Dengan kata lain, formulasi kelvin-planck menyatakan bahwa tidak ada cara untuk mengambil energi panas dari lautan dan menggunakan energi ini untuk menjalankan generator listrik tanpa efek lebih lanjut, misalnya pemanasan atmosfer. Oleh karena itu, pada setiap alat atau mesin memiliki nilai efisiensi tertentu. Efisiensi menyatakan nilai perbandingan dari usaha mekanik yang diperoleh dengan energi panas yang diserap dari sumber suhu tinggi.
2. Formulasi Clausius
“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata memindahkan energi panas dari suatu benda dingin ke benda panas”. Dengan kata lain, seseorang tidak dapat mengambil energi dari sumber dingin (suhu rendah) dan memindahkan seluruhnya ke sumber panas (suhu tinggi) tanpa memberikan energi pada pompa untuk melakukan usaha. (Marthen Kanginan, 2007: 249-250)
Berbeda dari hukum pertama, hukum kedua ini mempunyai berbagai perumusan. Kelvin mengetengahkan suatu permasalahan dan Planck mengetengahkan perumusan lain. Karena pada hakekatnya perumusan kedua orang ini mengenai hal yang sama maka perumusan itu digabung dan disebut perumusan Kelvin-Planck bagi hukum kedua termodinamika. Perumusan ini diungkapkan demikian :
“Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubahnya menjadi usaha”
Oleh Clausius, hukum kedua termodinamika dirumuskan dengan ungkapan :
“Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya hanya menyerap kalor dari reservoir bertemperatur rendah dan memindahkan kalor ini ke reservoir yang bertemperatur tinggi, tanpa disertai perubahan lain”.
2.2 Reservoir Energi Panas (Thermal Energy Reservoir)
Thermal Energy Reservoir atau lebih umum disebut dengan reservoir energi panas adalah suatu benda atau zat yang mempunyai kapasitas energi panas yang besar. Artinya reservoir dapat menyerap atau menyuplai sejumlah energi panas yang tidak terbatas tanpa mengalami perubahan temperatur. Contoh dari benda atau zay besar yang disebut reservoir adalah samudera, danau, dan sungai untuk benda besar yang berwujud air dan atmosfer untuk benda berwujud besar di udara. Sistem dua fasa juga dapat dimodelkan sebagau suatu reservoir, karena sistem dua fasa dapat menyerap dan melepaskan panas tanpa mengalami perubahan temperatur. Dalam prakteknya, ukuran sebuah reservoir menjadi relatif. Misalnya sebuah ruangan dapat disebut sebagai sebuah reservoir dalam suatu analisa panas yang dilepaskan oleh sebuah televisi. Reservoir yang menyuplai energi disebut dengan saurce dan reservoir yang menyerap energi disebut dengan sink.
2.3 Mesin Kalor (Heat Engines)
Mesin kalor adalah sebutan untuk alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik.
Sebuah mesin kalor dapat di karakteristikkan sebagai berikut:
1. mesin kalor menerima panas dari source bertemperatur tinggi (energi matahari, bahan bakar, reaktor nuklir, dll)
2. mesin kalor mengkonvensi sebagian panas menjadi kerja (umumnya dalam bentuk poros yang berputar)
3. mesin kalor membuang sisa panas ke sink bertemperatur rendah.
4. Mesin kalor beroperasi dalam sebuah siklus.
Sebuah alat produksi kerja yang paling tepat mewakili definisi dari mesin kalor adalah pembangkit listrik tenaga air, yang merupakan mesin pembakaran luar dimana fluida kerja mengalami siklus termodinamika yang lengkap.
Efisiensi termal (thermal efficiencies)
Efisiensi termal sebenarnya digunakan untuk mengukur unjuk kerja dari suatu mesin kalor, yaitu berapa bagian dari input panas yang diubah menjadi output kerja bersih.
Unjuk kerja = Output yang diinginkan
Input yang diperlukan
Untuk mesin kalor, output yang diinginkan adalah output kerja bersih. Dan input yang diperlukan adalah jumlah panas yang disuplai ke fluida kerja. Kemudian efisiensi termal dari sebuah mesin kalor dapat diekspresikan sebagai:
Efisiensi termal = output kerja bersih
Input yang diinginkan
nth= 1 – Q out
Q in Dimana W bersih out = Qout-Qin
Pernyataan kelvin-plank
Melihat karaktristik dari sebuah mesin kalor, maka tidak ada sebuah mesin kalor yang dapat mengubah semua panas yang diterima kemudian mengubahnya semua menjadi kerja. Pernyataan tersebut dimuat sebuah pernyataan oleh Kelvin-Plank yang berbunyi;
“Adalah tidak mungkin untuk sebuah alat atau mesin yang beroperasi dalam sebuah siklus yang menerima panas dari sebuah reservoir tunggal dan memproduksi sejumlah kerja bersih.”
Pernyataan diatas hanya diperuntukkan pada mesin kalor, dapat diartikan sebagai tidak ada sebuah mesin/alat yang bekerja dalam sebuah siklus menerima panas dari reservoir bertemperatur tinggi dan mengubah panas tersebut seluruhnya menjadi kerja bersih. Atau dengan kata lain tidak ada sebuah mesin kalor yang mempunyai efisiensi 100%.
2.4 Mesin Pendingin dan Pompa kalor
a. Mesin Pendingin
Mesin pendingin, sama seperti mesin kalor, adalah sebuah alat siklus. Fluida kerjanya disebut dengan refrigerant. Siklus refrigerasi yang paling banyak digunakan adalah daur refrigerasi kompresi-uap yang melibatkan empat komponen : kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator
Refrigerant memasuki kompresor sebagai sebuah uap dan di kompres ketekanan kondensor. Refrugerant meninggalkan kompresor pada temperatur yang relatif tinggi dan kemudian didinginkan dan mengalami kondensasi di kondensor yng membuang panasnya ke lingkungan. Refrigent kemudian memasuki tabung kapilar dimana tekanan refrigerant turun drastis karena efek throttling. Refrigerant bertemperatur rendah kemudian memasuki evaporator, dimana disini refrigent menyerap panas dari ruang refrigerasi dan kemudian refriferant kembali memasuki kompresor. Efisiensi refrigerator disebut dengan istilah coefficient of performance (COP), dinotasikan dengan COPR.
Perlu dicatat bahwa harga dari COPR dapat berharga lebih dari satu, karena jumlah panas yang diserap dari ruang refrigerasi dapat lebih besar dari jumlah input kerja. Hal tersebut kontras dengan efisiensi termal yang selalu kurang dari satu. Salah satu alasan penggunaan istilahcoefficient of performance-lebih disukai untuk menghindari kerancuan dengan istilah efisiensi, karena COP dari mesin pendingin lebih besar dari satu.
b. Pompa Kalor
Pompa kalor adalah mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (atau sumber) ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Sebagian besar teknologi pompa kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur lebih tinggi. Contoh yang paling umum adalah lemari es, freezer, pendingin ruangan, dan sebagainya. Tujuan dari mesin pendingin adalah untuk menjaga ruang refrigerasi tetap dingin dengan meyerap panas dari ruang tersebut. Tujuan pompa kalor adalah menjaga ruangan tetap bertemperatur tinggi. Proses pemberian panas ruangan tersebut disertai dengan menyerap panas dari sumber bertemperatur rendah.
Mesin kalor membuat energi mengalir dari lokasi yang lebih panas ke lokasi yang lebih dingin, menghasilkan fraksi dari proses tersebut sebagai kerja. Kebalikannya, pompa kalor membutuhkan kerja untuk memindahkan energi termal dari lokasi yang lebih dingin ke lokasi yang lebih panas.
Air condtioner pada dasarnya adalah sebuah mesin pendingin tetapi yang didinginkan disini bukan ruang refrigerasi melainkan sebuah ruangan/gedung atau yang lain.
Hukum Termodinamika II Pernyataan Clausius
Terdapat dua pernyataan dari hukum termodinamika kedua - - pernyataan kelvin-plank yang diperuntukkan untuk mesin kalor, dan pernyataan clausius yang diperuntukkan untuk mesin pendingin/pompa kalor. Pernyataan clausis dapat diungkapkan sebagai berikut:
“Adalah tidak mungkin membuat sebuah alat yang beroprasi dalam sebuah siklus tanpa adanya efek dari luar untuk mentransfer panas dari media bertemperatur rendah kemedia bertemperatur tinggi.”
Telah kita ketahui bahwa panas akan berpindah dari media bertemperatur tinggi kemedia bertemperatur rendah. Pernyataan clausis tidak mengimplikasikan bahwa membuat sebuah alat siklus yang dapat memindahkan panas dari terperatur rendah ke media bertemperatur tinggi adalah tidak mungkin dibuat. Hal tersebut dapat terjadi asalkan ada efek luar yang dalam kasus tersebut dilakukan kompresor yang mendapat energi dari energi listrik.
2.5 Mesin Gerak –Abadi (Perpetual-Motion Machines)
Kita mempunyai pernyataan yang berulang-ulang, bahwa sebuah proses tidak akan dapat berlangsung jika tidak memenuhi hukum termodinamika pertama dan kedua. Semua alat yang melanggar baik hukum pertama dan kedua termodinamika disebut dengan mesin gerak abadi (Perpetual-Motion Machines).
Sebuah alat yang melanggar hukum termodinamika yang pertama disebut mesin gerak abadi tipe pertama (Perpetual-Motion Machines of the first kind) atau PMMI, sedangkan alat yang melanggar hukum termodinamika kedua disebut mesin gerak abadi tipe kedua (Perpetual-Motion Machines of the second kind)atau KMM2.
TERMOFISIKA
TERMOMETRIK
- Untuk mengetahui suhu perlu alat ukur serta satuan dasar
- Alat pengukur suhu Termometer
- Prinsip dasar termometer pemuaian yang merupakan indeks temperatur.
ex : termometer alkohol, termometer air raksa
=>Macam Termometer
- Termometer air raksa / alkohol
- Termometer tahanan / termistor termometer
- Termometer elemen / termocouple
- Termometer gas yang bervolume tetap
- Pyrometer optik
Di bidang kedokteran yang populer dan sering dipakai yaitu termometer air raksa dan termometer alkohol
=>SKALA TEMPERATUR
- Di Indonesia – oC / derajat celsius
- Bidang kedokteran – oC
- Bidang penelitian – oF, oK, oR, ORc
=>PENGATURAN SUHU TUBUH
-Proses fisiologis – keseimbangan antara produk panas dan kehilangan panas
-Manusia / mamalia – “ warm blood “, dimana suhu tubuh tetap walaupun suhu lingkungan berubah.
-Produksi panas dan kehilangan panas tubuh diatur oleh susunan saraf pusat yang mengatur metabolisme, sirkulasi darah, respirasi, dan kontraksi otot
-Temperatur normal tubuh – 37 oC
-Tempat pengaturan suhu tubuh – aksila, sub lingual, rectal
=>Pengaturan Temperatur Tanpa Umpan Balik
-- Pada benda mati
-- Satu arah
-- Misal :
- logam dipanaskan – suhu meningkat – memuai
- Pada suhu tinggi logam pancarkan panas logam panas dimasukkan air dingin air menjadi dingin dan logam menjadi hangat akhirnya semuanya menjadi dingin, karena logam tidak memproduksi panas.
* Suhu berubah sesuai lingkungan
=>Pengaturan Temperatur Dengan Umpan Balik
-- Pada manusia suhu tubuh konstan / tetap walaupun suhu lingkungan berubah
-- Ada keseimbangan peningkatan dan penurunan panas dari tubuh
-- Panas tubuh dapat hilang dan masuk ke dalam lingkungan melalui :
* konveksi |
* radiasi | dikontrol oleh SSP
* evaporasi |
.=> Konveksi : bila suhu sekeliling objek lebih rendah dari suhu lingkungan
.=> Radiasi : suhu udara behubungan langsung dengan tubuh dan suhu sekeliling objek tersebut sangat rendah
.=>Evaporasi : out put dari evaporasi kulit dan paru-paru
.=>Mekanisme aktivitas tubuh pada lingkungan :
--- DINGIN ---
Produksi panas naik
- menggigil
- kelaparan – nafsu makan
naik
- aktivitas otot lurik
meningkat
- peningkatan sekresi
epineprin & norepineprin
Kehilangan panas turun
- penyempitan pembuluh
darah kulit
- kulit mengkerut
---- PANAS ---
Kehilangan panas naik
- berkeringat
- peningkatan
pernafasan
- pelebaran pembuluh
darah kulit
Produksi panas turun
- nafsu makan turun
- lesu dan lembam
TRANSFER PANAS
Energi panas yang hilang atau masuk dalam tubuh melalui kulit ada 4 cara :
a. konduksi
b. konveksi
c. radiasi
d. evaporasi
n KONDUKSI
.>Pemaparan panas dari suatu objek yang suhunya lebih tinggi ke objek lain dengan jalan kontak langsun.>
.> Kecepatan secara konduksi tergantung besarnya perbedaan temperatur dan konduktivitas termal dari bahan.
.> Logam --- baik
.> Udara --- jelek
n KONVEKSI
.> Pemindahan panas dengan cara aliran panas
.> Terjadi karena pemanasan yang asimetris
.> Pertukaran panas dan gaya konduksi berbanding lurus dengan perbedaan temperatur antara kulit dan udara dan percepatan udara
n RADIASI
.> Transfer panas dari suatu permukaan objek ke objek lain tanpa kontak dari kedua objek
.> Benda hitam penyerap radiasi terbaik
.> Pada lingkungan dengan temperatur 23oC sebagian besar tubuh kehilangan panas secara radiasi.
.> Pada suhu lingkungan 34oC tubuh tidak melakukan radiasi
n EVAPORASI
.> Penguapan – peralihan panas dari bentuk cairan menjadi uap
.> Terjadi lewat kulit dan paru-paru
.> Lewat paru-paru manusia kehilangan 9X103kal/gr
.> Kehilangan panas lewat evaporasi terjadi bila :
- perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit
dan udara ambien
- adanya gerakan angin
- adanya kelembaban
n Energi Panas Di Bidang Medik
.> Untuk terapi ------- fisioterapi
.> Efek Panas
Bila mengenai suatu bagian tubuh – suhu naik
a. secara fisik – cair, padat, gas, akan memuai
b. secara kimia – suhu naik – rx. kimia meningkat
c. secara biologis – efek panas – peradangan – vasodilatasi pembuluh darah – meningkatkan aliran darah – peredaran darah lancar – suplai oksigen dan zat gizi lancar – metabolisme meningkat
n Penggunaan Energi Panas Untuk Pengobatan
Jenis metode yang digunakan :
a. metode konduksi
b. metode radiasi
c. metode elektromagnetis
d. metode gelombang ultrasonik
n Metode Konduksi
.> Dasar fisika – dua benda yang beda panas akan terjadi transfer panas dari yang panas ke dingin
.> Transfer panas tergantung oleh :
- luas daerah kontak - beda temperatur
- material konduksi panas - lama kontak
Contoh untuk pengobatan :
1. kantong air panas – nyeri
2. handuk panas – otot yang sakit
3. mandi uap / turkish bath – relaksasi otot
4. lumpur panas / mud packs
5. wax bath / parafin bath – nyeri sendi
6. elektrik pads – nyeri, LBP
Metode 1 – 6 pada fisioterapi biasanya digunakan pada :
- neuritis - strain
- contusio otot - low back pain
- sinusitis - dll
Metode Radiasi
Pemanasan permukaan tubuh – mirip pemanasan dengan nyala api / sinar matahari
n ELEKTRIK FIRE
a. old type fire
- daya 750 watt
- radiasi merah – infra
red
- home treatmen
b. pencil bar type
- dengan reflektor rektanguler “shape like acous tie type”
n INFRA MERAH
- lampu pijar 350 watt – 1000 watt diberi filter merah
- serupa dengan metode konduksi panas tapi lebih efektif dan penetrasi lebih dalam
Metode Elektromagnetis
|
\/
-|--------------------------------------------------------------------------------------|----
Short wave diatermi Micro wave diatermi
Short wave diatermi
(diatermi gelombang pendek)
TEHNIK KONDENSOR
- Dengan 2 metal plate elektrode yang diletakkan bersebelahan
- terjadi aliran bolak-balik – temperatur meningkat
TEHNIK INDUKSI
- Bagian tubuh yang akan dipanasi dililitkan kabel yang dialiri listrik – sehingga jaringan tubuh terletak di dalam medan magnet dari suatu koil
- Aliran bolak-balik dalam koil – timbul medan magnet bolak-balik -- panas
=>Frekuensi yang digunakan pada short wave diatermi 1mHz.
Biasanya digunakan pada :
- Kram otot / muscle spasme
- Nyeri invertebral disk – Low Back Pain
- Penyakit degeneratif pada sendi – RA
- Radang bursa / bursitis
n Micro wave diatermi
.> Penggunaannya lebih mudah
.> Termasuk gelombang radio dengan ossilasi pada frekuensi yang sangat tinggi
.> Energi terletak antara short wave diatermi dan infra merah
.> Menggunakan frekuensi 900 mHz
.> Digunakan pada pengobatan :
- patah tulang - radang tendon
- bursitis - sprains dan strains
- arthritis
n Metode Gelombang Ultrasonik
.> Diperoleh dari gelombang bunyi (audible sound) dengan frekuensi mendekati 1MHz.
.> Pada penggunaan piezo elektrik tranduser diletakkan pada jaringan yang akan diobati
.> Efektif pada tulang dibanding jaringan lunak karena tulang menyerap panas
.> Dipakai juga untuk diagnostik ( USG )
ENERGI DINGIN
=>Kriogenik : pengetahuan dan tehnologi yang menggunakan / menghasilkan suhu sangat rendah / beku
=>Kriobiologi : mempelajari efek suhu rendah pada biologi kedokteran
n Efek jaringan tubuh bila kena suhu beku :
.> Krioadhesi / menghasilkan adhesi
.> Krionekrosis / merusak jaringan
- pecahnya membran sel - hipometabolisme
- dehidrasi intra sel - iskemik lokal
- denaturasi protein - respon imunologis
.> Hemostasis / beku darah
.> anestesia / hilang rasa sakit
n Penggunaan temperatur rendah di bidang kedokteran :
1. Penyimpanan darah (bank darah)
2. Penyimpanan sperma (bank sperma)
3. Penyimpanan bone marrow (sumsum tulang)
4. Penyimpanan jaringan tubuh lain
5. Penyimpanan obat-obatan
6. Pengobatan memar / oedem akibat trauma akut, juga pada sakit kepala – dengan ice bag
7. Pengobatan nyeri dan bengkak lokal – kompres dingin
8. Operasi jaringan kanker -- kriosurgery
9. dll
.> Biasanya dipakai cairan nitrogen dengan titik didih -196 oC
Dapat juga dipakai : N2O (-89,5oC)
Freon 22 (-41oC)
CO2 padat (-79oC)
.> Untuk operasi kanker, digunakan nitrogen cair (-196 oC)
.> Untuk penyimpanan darah, – whoole blood + antikoagulan – disimpan pada suhu 4 oC
n Agar darah dapat tahan lama dipakai 2 tehnik :
1. Thin walled container / wadah berdinding tipis
- dari metal tipis dengan 2 lapis dinding, darah terletak diantara 2 dinding tersebut. Pembekuan dengan nitrogen cair (-196oC)
2. Blood sand metode
- darah disemprot pada permukaan cairan nitrogen sehingga terbentuk butir-butir darah – disimpan dan dikumpulkan pada tempat khusus
l Termografi untuk Diagnostik
.> Setiap benda memancarkan radiasi – dibuat termogram dari infra merah radiasi permukaan tubuh manusia.
.> Dengan tehnik termografi ini dapat didiagnosis :
1. Ca mamae
2. vaskuler disease
3. follow up penderita post op DM
4. stroke
5. artritis akut, dll
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
• Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
• Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
• Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
• Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.
SARAN.
Gunakanlah ilmu yang didapatkan untuk kehidupan bersama
DAFTAR PUSTAKA
http://www.slideshare.net/mamahsalimah/termofisika
http://wewewe-blog.blogspot.com/2013/10/termofisika.html
file:///D:/MUTIAH%20TUGAS/ILMU%20BIOMEDIK/makalah-kimia-fisik-termodinamika.html
http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/196703071991031-SAEFUL_KARIM/Bab_I_Pendahuluan.pdf
No comments:
Post a Comment
jangan komen yang aneh-aneh