Sabtu, 24 November 2012

Biofluida

1 .Kalor
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.
BEBERAPA PENGERTIAN KALOR
1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1ºC.
1 kalori = 4.18 joule
1 joule = 0.24 kalori
Kapasitas kalor (H)
adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC).

Kalor jenis (c)
adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC).

Kalor yang digunakan untuk menaikkan/menurunkan suhu tanpa mengubah wujud zat:
Q = H . Dt
Q = m . c . Dt

H = m . c
Q = kalor yang di lepas/diterima
H = kapasitas kalor
Dt = kenaikan/penurunan suhu
m = massa benda
c= kalor jenis
Kalor yang diserap/dilepaskan (Q) dalam proses perubahan wujud benda:
Q = m . L
m = massa benda kg
L = kalor laten (kalor lebur, kalor beku. kalor uap,kalor embun, kalor sublim, kalor lenyap) ® t/kg
Jadi kalor yang diserap ( â ) atau yang dilepas ( á ) pada saat terjadi perubahan wujud benda tidak menyebabkan perubahan suhu benda (suhu benda konstan ).


2. Asas Black
Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas ini menjabarkan:
  • Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama
  • Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas
  • Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan
Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:
"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"

Rumus Asas Black
Secara umum rumus Asas Black adalah

Qlepas = Qterima

Keterangan:
Qlepas adalah jumlah kalor yang dilepas oleh zat
Qterima adalah jumlah kalor yang diterima oleh zat

dan rumus berikut adalah penjabaran dari rumus diatas :

(M1 X C1) (T1-Ta) = (M2 X C2) (Ta-T2)

Keterangan :
M1 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
C1 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
T1 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi
Ta = Temperatur akhir pencampuran kedua benda
M2 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah
C2 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah
T2 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

Catatan : Pada pencampuran antara dua zat, sesungguhnya terdapat kalor yang hilang ke lingkungan sekitar. Misalnya, wadah pencampuran akan menyerap kalor sebesar hasil kali antara massa, kalor jenis dan kenaikan suhu wadah.
Apabila dua zat atau lebih mempunyai suhu yang berbeda dan terisolasi dalam suatu sistem, maka kalor akan mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih rendah. Dalam hal ini, kekekalan energi memainkan peranan penting. Sejumlah kalor yang hilang dari zat yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang didapat oleh zat yang suhunya lebih rendah.

     Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut Asas Black. Hal ini sebagai penghargaan bagi seorang ilmuwan dari Inggris bernama Joseph Black (1728 - 1799).

    Pertukaran energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal dengan nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Untuk melakukan pengukuran kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat digunakan kalorimeter. Gambar 6.17 menunjukkan skema kalorimeter air sederhana. Salah satu kegunaan yang penting dari kalorimeter adalah dalam penentuan kalor jenis suatu zat. Pada teknik yang dikenal sebagai “metode campuran”, satu sampel zat dipanaskan sampai temperatur tinggi yang diukur dengan akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter. Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan mengukur suhu akhir campuran tersebut, maka dapat dihitung kalor jenis zat tersebut.






















3. Metabolisme
Manusia dalam melakukan kegiatan/aktivitas setiap hari membutuhkan energi, baik untuk bergerak maupun untuk bekerja. Kemampuan tubuh manusia untuk melangsungkan kegiatannya dipengaruhi oleh struktur fisiknya. Tubuh manusia terdiri dari struktur tulang, otot, syaraf, dan proses metabolisme.
Rangkah tubuh manusia disusun dari 206 tulang yang berfungsi untuk melindungi dan melaksanakan kegiatan fisiknya, dimana tulang-tulang tersebut dihubungkan dengan sendi-sendi otot yang dapat berkontraksi.
Otot-otot ini berfungsi mengubah energi kimia menjadi energi mekanik, dimana kegiatannya dikontrol oleh sistem syaraf sehingga dapat bekerja secara optimal. Hasil dari proses metabolisme yang terjadi di otot, berupa kumpulan proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk, yaitu energi mekanik dan energi panas. Proses dari pengubahan makanan dan air menjadi bentuk energi.
Tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah merah yang mempunyai fungsi sebagai alat tranportasi bahan makanan dan oksigen di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk dikeluarkan. Disamping itu, hampir semua sel juga mempunyai kemampuan untuk berkembang biak, walaupun sel-sel tertentu rusak karena suatu sebab, sel-sel yang tersisa dari jenisnya akan membelah diri secara kontinyu sampai jumlah yang sesuai/membentuk seperti semula. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi energi di semua sel pada dasarnya sama.
Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang dioksidasi akan menghasilkan energi. Energi dari karbohidrat, lemak, dan protein semuanya digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi Adenosine DiPosphate (ADP) akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya hampir semau langkah reaksi kimia dalam tubuh. Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi adalah untuk mensintesis komponen sel yang penting, kontraksi otot, dan transport aktif untuk melintasi membran sel.
Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60% selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang menjadi panas sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional sel. Sehingga hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh sistem fungsional sel.
Dan walaupun demikian, sebagian besar energi ini juga menjadi panas karena:
  • Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk membentuk ikatan peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan dalam bentuk panas ke dalam tubuh.
  • Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan dalam jaringan akan menimbulkan panas.
  • Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri sehingga menyebabkan reservoar energi potensial. Pada saat darah mengalir melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi panas.
Oleh karena itu, dapat dikatakan semua energi yang digunakan oleh tubuh diubah menjadi panas, kecuali di otot yang digunakan untuk melakukan beberapa bentuk kerja di luar tubuh.










Definisi kalor jenis. Kalor jenis sering disebut kapasitas kalor jenis, dengan simbol C.
Kalor Jenis (biasanya dilambangkan dengan huruf kapital C), atau kapasitas kalor jenis  / termal, adalah kuantitas fisik yang dapat diukur yang mencirikan jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur suatu zat dalam jumlah tertentu (biasanya objek atau massa gas). Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), kalor jenis dinyatakan dalam satuan joule (s) (J) per kelvin (K).  Kalor jenis ini diselidiki pertama kali oleh Joseph Black pada tahun 1750 Sebelum perkembangan termodinamika modern. Kalor Jenis ini bisa dihasilkan melalui energi kinetik maupun energi potensial.

kalor jenis diartikan dengan banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat sebesar 1 kelvin, dan dirumuskan : 
C = Q / m . Δt

Keterangan
Q = kalor yang diperlukan (J)
m = massa benda (kg)
Δt = perubahan suhu (K)
C = Kalor Jenis (J/Kg)








B. Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor (C) = banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu seluruh benda sebesar satu derajat. Dengan demikian, benda yang mempunyai massa m dan kalor jenis c mempunyai kapasitas kalor sebesar:
C = mc
Keterangan :
C = kapasitas kalor
m = massa benda (Kg)
c = kalor jenis (J/Kg.K)

Satuan kapasitas kalor benda (C)
Untuk menurunkan satuan kapasitas kalor (C), kita oprek saja persamaan kapasitas kalor (C) di atas :
Satuan Sistem Internasional untuk kapasitas kalor benda = J/K (J = Joule, K = Kelvin)

Catatan :
Pertama, skala celcius dan skala Kelvin mempunyai interval yang sama. Karenanya selain menggunakan Co, kita juga bisa menggunakan K. Mengenai hal ini sudah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan Termometer dan Skala suhu (bagian terakhir).
Kedua, kkal bisa diubah menjadi Joule menggunakan tara kalor mekanik (tuh di atas)







 C. Suhu rubuh normal manusia

  
       Suhu tubuh manusia diatur oleh system thermostat di dalam otak yang membantu suhu tubuh yang konstan antara 36.5C dan 37.5C.

Suhu tubuh normal manusia  akan bervariasi dalam sehari.  Seperti ketika tidur, maka suhu tubuh kita akan lebih rendah dibanding saat kita sedang bangun atau dalam aktivitas. 

Dan pengukuran yang diambil dengan berlainan posisi tubuh juga akan memberikan hasil yang berbeda.  Pengambilan suhu di bawah lidah (dalam mulut) normal sekitar 37 C, sedang diantara lengan (ketiak) sekitar 36.5 C sedang di rectum (anus) sekitar 37.5 C.

"Panas atau Demam terjadi bila pengambilan suhu tubuh melalui mulut (dibawah lidah) DIATAS 37.5 C".

Biasanya demam sendiri diikuti oleh kondisi lainnya, seperti gejala dan tanda lainnya yang sering dapat membantu untuk menemukan penyebab dari terjadinya demam tersebut. 

Sebagai contoh, mual dan muntah dengan panas tubuh, berarti adanya gangguan didaerah  pencernaan.  Atau demam yang disertai oleh batuk dengan reak maka gangguan adalah pada saluran pernafasanya.

Suhu tubuh normal

Nadi
Bayi                : 120-130 x/mnt
Anak              : 80-90 x/mnt
Dewasa          : 70-80 x/mnt
Lansia            : 60-70 x/mnt

Catatan :
Takikardia (Nadi di atas normal)     : <100 x/mnt
Bradikardia (Nadi dibawah normal) : >60x/mnt


Tekanan Darah

Bayi                            : 70-90/50 mmHg
Anak                          : 80-100/60 mmHg
Remaja                      : 90-110/66 mmHg
Dewasa muda            : 110-125/60-70 mmHg
Dewasa tua                : 130-150/80-90 mmHg


Catatan :
Hipotensi                       : >90/>60 mmHg
Normal                         : 90-120/60-80 mmHg
Pre Hipertensi               : 120-140/80-90 mmHg
Hipertensi Stadium 1     : 140-160/90-100 mmHg
Hipertensi Stadium 2     : <160/<100 mmHg

Suhu Tubuh

Normal                    : 36,6oC - 37,2 oC
Sub Febris               : 37 oC - 38 oC
Febris                      : 38 oC - 40 oC
Hiperpireksis          : 40 oC - 42 oC
Hipotermi                : Kurang dari 36 oC
Hipertermi              :  Lebih dari 40 oC

Catatan :
Oral       : 0,2 oC – 0,5 oC lebih rendah dari suhu rektal
Axilla      : 0,5 oC lebih rendah dari suhu oral

Pernapasan / Respirasi

Bayi                : 30-40 x/mnt
Anak              : 20-30 x/mnt
Dewasa          : 16-20 x/mnt
Lansia            : 14-16 x/mnt

Catatan :
Dispnea               : Pernapasan yang sulit
Tadipnea             : Pernapasan lebih dari normal ( lebih dari 20 x/menit)
Bradipnea           : Pernapasan kurang dari normal ( kurang dari 20 x/menit)
Apnea                 : Pernapasan terhenti
Ipnea                   : Pernapasan normal