4. termofisika

SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN

(STIKES BTH) TASIKMALAYA

Jl. Cilolohan No.36 (0265) 327225 Tasikmalaya

IAD (FISIKA)

Dosen: D.N. Zohari, M.Pd

Kompetensi Dasar: Setelah menyelesaikan mata kuliah ini mahasiswa dapat:1. Menjelaskan konsep setimbang Termal2. Mengenal prinsip kerja 5 jenis termometer3. Menjelaskan pengertian kalor4. Menjelaskan empat hukum termodinamika5. Menjelaskan proses terjadinyatransfer kalor6. Mengenal engergi panas pada kedokteran7. Mengenal energi dingin pada kedokteranIndikator :1. Membuat ilustrasi konsep setimbang termal2. Mengidentifikasi bagian bagian 5 jenis termometer3. Menuliskan prinsip kerja lima jenis termometer4. Menuliskan pengetian kalor5. Memberikan penjelasan terhadap persamaan masing masing hukum

termodinamika6. Menjelaskan variabel-variabel yang berperan pada perpindahan kalor7. Menjelaskan metode pemanfaatan panas pada pengobatan8. Memberikan cotoh penggunaan temperatur rendah pada kedokteran

Standar Kompetensi:Setelah mengikuti perkuliahan mahasiswa memahami konsep dasar Termofisika dan pengaruhnya pada tubuh

KOMPETENSI

III.TERMOFISIKAA. TEMPERATUR

TEMPERATUR

Pengertian

Suatu sifat yang menentukan apakah sistem Setimbang termal dengan sitem lainnya

SETIMBANG TERMAL

Keadaan yang dicapai oleh dua sistem atau lebih sistem yang dicirikan oleh keterbatasan harga Kordinat sistem itu setelah sistem saling berinteraksi melalui dinding diatermik

HUKUM KE-NOLTERMODINAMIKA

Jika dua sistem setimbang termal dengan sistemKe tiga maka kedua sistem setimbang termal satu sama lain

C

A B

B. TERMOMETER

1. TERMOMETER RAKSA

2. TERMOMETER TAHANAN (Resistance Thermometer)

Kawat halus dililitkan pada kerangka tipis,

Temperatur rendah C atau Ge+Arsen

Kapsul berisi Gas He

Arus dibuat konstan dengan mengatur hambat geser

Rentang daya ukur suhu : -253 oC sd 1200oC

Kegunaan Klinis Termometer Tahanan

Alat untuk memonitor suhu PernafasanPneumograf

3. TERMOKOPEL

Junction

Platina 100%

Platina 90% + Rodium 10%

Sambuangan acuanDijaga suhunya tetap 0 oC

4. PYROMETER OPTIK

5. TEROMETER GAS VOLUME KONSTAN

Prinsip Kerja diperoleh dari persamaan umum Gas Ideal

PV = nRT

Jika V Konstan maka :

P = (nR/V).T

Jadi perubahan tekanan akan mengakibatkan perubahan suhu

C. SKALA TEMPERATUR

0 0 32 273 491,07

100 80 212 373 671,07

Celcius ReamurFahrenheit

Kelvin

Rankine

100-0 80-0 212-32 373-273

671,07-491,07

: : : :

5 4 9 5 9: : : :

Tentukan variabel x sebagai faktor konversi sehingga menjadi

5x 4x 9x+32 5x+273

: : : : 9x+491,07

Contoh : 80 oC = 5x atau x = 16 maka oR= 4x =4.16 = 64 0R

D. KALOR

Energi yang berpindah karena/menyebabkan perbedaaan suhu

Jumlah kalor yang diperlukan atau dikeluarkan agar suhu suatu benda berubah :

Dimana c merupakan fungsi dari Tc= f(T)

Pada interval temperatur biasa c bisa dianggap konstan

c

T(oC)

Hubungan Kalor dan Kapasitas Kalor

E. TRANSFER KALOR

TRANSFER KALOR

KONDUKSI

KONVEKSI

RADIASI

T2T1 X

= 5,67.10-8

0 E 1

F. METABOLISME

METABOLISME

ANABOLISME

KATABOLISME

Konversi zat makanan menjadi energi baik melalui prosesFisika maupun kimia.Contoh: Metabolisme karbohidrat

Reaksi sintetik yang menjurus pada tempat penyimpanan energi

Mengidentifikasi kerusakan jaringan dan penggunaan sumber energi

Rekonstruksi proses oksidasi makanan dengan menggunakan kalorimeter

Proses metabolisme sesuai dengan Hk I Termodinamika yang membahas berapa Besar energi yang diserap atau dilepas.

Makanan = Kerja +Penyimpanan energi + sampah

G. PENGATURAN SUHU TUBUH

1. Kesetimbangan Panas

Suhu tubuh diatur agar tetap konstan melalui proses fisiologis dimana terjadiKesetimbangan antara produksi dan kehilangan panas

Pada organisme homotermal

Susunan syaraf pusat yang mengatur Metabolisme, sirkulasi darah, respirasi dan

Pekerjaan otot skeletal.

2. Topografi suhu tubuh

Perbedaan pada tiap organ berkisar 24,4-37 oC (Kaki-Rektum)

Suhu rata-rata dapat dicari melalui metode :T Rata-rata= 7% T Kepala +14% T Lengan +5% T Tangan+7% T Kaki+ 13% T Betis + 9% T Paha + 35% T Tubuh

Konduksi panas merupakan rasio antara rerata transfer panas terhadap perbedaan temperatur luar dan dalam

Pengaturan Suhu Tubuh

Tanpa Feedback Dengan Feedback

Pengaturan Heat Loss dan Heat

Production

Proses Heat Loss dan Heat Production melalui konduksi konveksi

radiasi serta evaporasi

T= 15-20 oC Melalui kulit dan pernafasan

T= 10 oC70-80% panas hilang

melalui konveksi

Pengatur panas pada kulit adalah Krause’s Bulb dan Meismer’s Corpuscle

Mekanisme panas tubuh

Mekanisme Aktifitas Dingin Mekanisme Aktifitas Panas

Peningkatan Produksi panas1. Menggigil2. Kelaparan3. Peningkatan Aktifitas Otot

lurik4. Peningkatan sekresi

norefeneprin dan efeneprin

Penurunan kehilangan panas5. Penyempitan pembuluh darah6. Kulit mengkrut

Peningkatan Kehilangan panas1. Pelebaran pembuluh darah

kulit2. Berkeringat3. Peningkatan pernafasan

Perunrunan Produksi panas4. Nafsu makan berkurang5. Lesu dan lembam

Kalor dalam Kedokteran

Romans (600 SM memakai minyak panas)Untuk memijat

Th. 1774, Faure menggunakan hotbrick untuk nyeri

1913, Reyn: sinar UV iradiasi tubuh

1917, penggunaan Ultrasonik

Efek Kalor dalam Kedokteran

Fisik, pemuaian

Kimia, oksidasi, membran sel, metabolisme

Biologis, Peningkatan sel darah putih,Reaksi peradangan, sirkulasi darahTekanan kapiler, Tekanan O2 dan CO2Penurunan pH darah

Penggunaan Kalor dalam Kedokteran

Metoda Konduksi : 1. Botol/kantong/handuk panas2. Mandi uap (spa)3. Mud Pack4. Wax Bath5. Electric pads

Metoda Radiasi:

Sinar infra merah-merah250-1000 W800 >>40.000nm

Metoda Elektromagnetik:1. Short Wave diathermi

a. Teknik kondensorb. Tenknik Induksi

2. Microwave diathermi (900MHz) dg Magnetron untuk: patah tulang, radang tendon, arthritis

Ultrasonik 1 MHz, 5 W/cm2

Penggunaan Kalor Rendah

(Kryogenik) Pada Kedokteran

Kryoadhesia:1. Pecahnya membran sel2. Dehidrasi interseluler3. Hipometabolisme seluler4. Respo imunologik

Kryonekrosis

Hemostasis

Anastesia

Efek

Kegunaan(dengan N2O atau Freon)

Bank Darah

Bank Sperma

Bank Sumsum tulangMedicine Storage

TERMOGRAFI