TERMODINAMIKA
a. Pengertian
- Termodinamika berasal dari dua kata : Thermal (yang berkenaan dengan panas),
dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan)
- Termodinamika : ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energi yang berubah-
ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan
- Termodinamika mempelajari fenomena suhu, tuntunan logika, sifat gas, larutan zat
padat, reaksi kimia
b. Hukum Termodinamika (oleh R.H. Fowler)
“Kerja/usaha dapat ditransformasikan secara komplit ke energi dalam”, tetapi
“energi dalam tidak dapat ditransformasikan secara komplit ke dalam usaha”.
- Hukum ke nol Termodinamika
“Dalam keadaan adiabatik, suatu gas ideal dalam ruangan tertutup pemuaian
sangat lambat , tidak ada panas yang dimasukkan maupun dilepaskan”.
“ Apabila ada dua sistem A dan B dalam keadaan setimbang termal maka sistem
ketiga (C), juga dalam keadaan setimbang termal”.
- Hukum Pertama Termodinamika
“Suatu proses penambahan panas dan Kerja yang dilakukan sedangkan
perubahan energi suatu zat tak tergantung kepada lintasan”
“bila suatu zat dirubah dari keadaan 1 ke keadan 2 menurut lintasan tertentu maka
panas Q yang diberikan akan diserap dan menyebabkan usaha sebesar W “. (E
=Q-W)
- Hukum kedua termodinamika
“ pada proses adiabatik, gas itu tidak menerima atau memberi kalor”
“Jika selama proses isotermal pada T1, gas itu akan menerima kalor sebesar Q1
dan selama proses isotermal pada T2 gas itu akan menerima kalor sebesar Q1 dan
selama proses isotermal T2 gas itu akan menerima kalor sebesar Q2, usaha yang
dilakukan gas itu W=Q2-Q1”
- Hukum ketiga termodinamika
“jika suhu diturunkan lebih lanjut, segala sistem masuk ke dalam status orde besar.
Vibrasi suatu kristal secara graduil akan mati (berhenti) seraya atom-atom berada
pada temperatur absolut nol. Demikian pula kemungkinan vibrasi suatu zat padat
akan berhenti”
c. Contoh termodinamika
1. Metabolisme Tubuh Manusia Sebagai Konversi Energi
- “Perubahan cadangan energi dalam tubuh antara lain energi makanan, lemak tubuh
dan panas tubuh adalah sama dengan panas yang hilang dari tubuh ditambah kerja
yang dilakukan”
- Sesuai hukum ke 1 termodinamika , dimana tak ada makanan atu minuman yang
dipergunakan dan tak ada feses atau urine yang dikeluarkan selama interval waktu
yang ditentukan.
- Dapat dituliskan dalam suatu persamaan
Food intake = Heat loss + work output + energy storage
- Produk yang tak terbakar dikeluarkan dalam feses , urine, flatus. Yang tertinggal
adalah energi yang dapat dimetabolisasi. - Ketika tubuh berada pada suhu yang tetap , energi yang diserap dari makanan
ditambah lemak tubuh menghasilkan cadangan energi.
- Ketika berada dalam istirahat total, tubuh akan mengonsumsi energi pada tingkatan
92 Kkal/jam atau 107 W. Tingkat terendah dari konsumsi energi ini disebut Laju
Metabolis Basal (BMR/Basal Metabolisme Rate)
- Bila suhu tubuh berubah 10
C, terdapat perubahan sebesar 10% dari tingkat
metabolisme.
2. Pengaturan temperatur
- “Pengaturan temperatur merupakan pengaturan secara kompleks dari suatu proses
fisiologis di mana terjadi kesetimbangan antara produksi panas dan kehilangan
panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan”
- Temperatur liang dubur (rektal) 0,3 sampai dengan 0,50
C lebih tinggi daripada
temperatur aksila.
- Daerah tubuh dan kepala mempunyai temperatur kulit lebih tingi dari anggota
badan.
- Temperatur tubuh rata-rata = (0,69 X temperatur rektal) + (0,33 X temperatur kulit
rata-rata)
- Ketika tubuh berada pada suhu konstan, tubuh memiliki cadangan energi panas
yang tetap selama hidup. Ketika terjadi kematian, aktifitas metabolis berakhir,
cadangan panas lepas pada tingkatan tertentu, maka suhu tubuh akan setara
dengan suhu lingkungan.
- Pengaturan temperatur tubuh manusia memakai umpan balik, dimana panas dapat
hilang dan masuk ke dalam lingkungan secara konveksi, radiasi dan evaporasi
(konduksi tidak pernah terjadi).
- Kehilangan Panas melalui radiasi dapat terjadi bila temperatur udara berhubungan
langsung dengan tubuh dan temperatur sekelilingnya sangat rendah.
- Kehilangan panas melalui konveksi apabila temperatur sekeliling obyek lebih
rendah daripada suhu tubuh.
- Evaporasi terjadi bila temperatur lingkungan lebih rendah dari normal sehigga
evaporasi dari keringat dapat terjadi dan dapat menghilangkan panas dari tubuh.
- Susunan saraf pusat mengontrol peristiwa konveksi, radiasi, evaporasi untuk
mencapai keseimbangan termal.
- Di kulit terdapat “Krause end bulb” dan “Meismer’s corpuscle” yang mengatur
temperatur panas dan dingin. - Produksi panas dan pelepasan panas diatur oleh syaraf motor somatis dan syaraf
viscero motoris via hipofise anterior dan kelenjar endokrin,
- Kulit memiliki “counter current” , dimana terjadi pembesaran pembuluh darah pada
satu bagian sedangkan bagian lain terjadi konstruksi penguncupan.
- Mekanisme umpan balik pengaturan suhu tubuh manusia :
1. Bila suhu udara dingin ,
a. Tubuh akan meningkatkan produksi panas , melalui :
-Menggigil
- Kelaparan
- Peningkatan aktifitas otot bergaris
- Peningkatan sekresi norepinefrin dan epinefrin
- Penyempitan pembuluh
b. Tubuh akan menurunkan kehilangan panas, dengan :
- Penyempitan pembuluh darah kutaneus
- Kulit mengkerut
2. Bila suhu udara panas,
a. Tubuh akan meningkatkan kehilangan panas , dengan :
- Pelebaran pembuluh darah kulit
- Berkeringat
- Peningkatan pernafasan
b. Tubuh akan menurunkan produksi panas, dengan :
- Nafsu makan berkurang
- Lesu dan lembam
d. Penerapan energi panas dalam pengobatan
1. Metode Konduksi
- “Apabila ada perbedaan temperatur antara kedua benda maka panas akan
ditransfer secara konduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih
dingin”.
- Pemindahan energi panas total tergantung pada luas daerah kontak, perbedaan
temperatur, lama melakukan kontak, material konduksi panas.
- Contoh: • Kantong air panas/botol berisi air panas ; efisien untuk pengobatan nyeri
abdomen (perut)
• Handuk panas ; efektif untuk spasme otot, fase akut poliomyelitis.
• Turkish batsh (mandi uap) ; sebagai penyegar atau relaksan otot.
• Mud packs (lumpur panas) ; mengonduksi panas ke dalam jaringan, mencegah
kehilangan panas.
• Wax bath (parafin bath) ; efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah
terutama orang tua
• Electric Pads
- Metode konduksi bermanfaat untuk pengobatan terhadap penyakit neuritis, Sprains,
Strain, Contusio, Sinusitis, Low Back Pain
2. Metode Radiasi
- Untuk pemanasan permukaan tubuh serupa dengan pemanasan dengan sinar
matahari atau nyala api.
- Sumber radiasi :
a. Electric fire
• Old type fire
• Pensil Bar tipe
b. Infra Merah ; lebih efektif bila dibandingkan dengan metode konduksi panas,
karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.
3. Metode Elektromagnetis
Ada dua jenis :
a. Short wave diathermy (diatermi gelombang pendek)
- Digunakan pada kram otot (muscle sprain), nyeri pada intervertebrale disk, penyakit
degeneratif pada persendianm radang bursa (bursitis)
- Dua macam metode elektromagnetis :
• Teknik Kondensor (Conductor technique)
• Diatermi Metode Induksi (Inductothermy)
b. Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro)
- Digunakan untuk patah tulang (Fraktur), Sprains dan Strains, Bursitis, Radang
tendon, Artritis.
4. Gelombang ultrasonik - Lebih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih
banyak menyerap panas
- Bisa digunakan untuk terapi (pengobatan) dan diagnostik.
e. Penerapan energi dingin dalam pengobatan
- Penyimpanan darah (Bank Darah). Agar darah bertahan lama dilakukan dengan
dua teknik :
• Thin Walled container / wadah berdinding tipis
• Blood Sand Method
- Penyimpanan Sperma (Bank Sperma)
- Penyimpanan Bone Marrow (Sumsum tulang)
- Penyimpanan jaringan tubuh lainnya.
- Penyimpanan obat-obat an
- Pengobatan edema akibat trauma akut dan sakit kepala ; memakai ice bag/kantong
es.
- Pengobatan nyeri dan bengkak lokal ; dipakai kompres dingin
- Operasi Jaringan Kanker ; memakai cairan nitrogen untuk merusak jaringan kanker
yang luas.
f. Termografi untuk diagnosis
- Thermografi adalah metode diagnosa yang didasarkan pada perbedaan temperatur
antar jaringan dari tubuh manusia.
- Distribusi temperatur yang bervariasi ini bisa disebabkan karena faktor fisik
eksternal dan juga faktor internal seperti metabolisme dan aktivitas jaringan yang
dekat dengan kulit
- Termografi terdiri dua jenis :
• Termografi dengan prinsip keseimbangan panas
• Termografi dengan prinsip fotokonduktivitas
- Syarat yang harus dipenuhi sebelum melakukan termografi :
• Pakaian harus dilepas sebelum melakukan termografi
• Penderita ditempatkan pada ruangan dengan suhu 21 derajat C selama 15 menit agar
terjadi adaptasi sebelum termografi dilakukan sehingga hasil termogram
kontras.
- Tehnik termografi bisa digunakan untuk mendiagnosis :
• Carcinoma mammae (kanker payudara) • Vascular desease (penyakit pembuluh darah)
• Untuk follow up pada penderita post operatif oleh karena diabetes.
• Untuk Cereberal Vascular Desease
• Arthritis akut.
• Patello (femoral pain (nyeri pada persendian lutut)
• Primary erythemalgia.
Sumber :
Cameron JR, et al. 2006. Fisika Tubuh Manusia . Jakarta : Sagung Seto, hal :19-41
Gabriel, J.F, 1996. Fisika Kedokteran, Jakarta : EGC, hal : 99-139
Guyton & Hall, 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran edisi 9, Jakarta : EGC
JONADOCTOR COPYRIGHT R 2010
Postingan
0 comments:
Posting Komentar