BAB XIV. FISIKA KESEHATAN Tujuan pembelajaran:

1. Menggunakan prinsip fisika kesehatan dalam praktik kebidanan2. Mampu memahmai tentang biomekanika 3. Memahami tentang termodinamika dalam praktik kebidanan4. Memahami dan mampu mempraktekkan prinsip hidrodinamika dalam praktik

kebidanan5. Memahami tentang analisa gaya tubuh dalam praktik klinik kebidanan

  PENGERTIAN MEKANIKAMekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanik yang disebut gaya. Mekanika adalah cabang ilmu yang tertua dari semua cabang ilmu dalam fisika. Tersebutlah nama-nama seperti Archimides (287-212 SM), Galileo Galilei (1564-1642), dan Issac Newton (1642-1727) yang merupakan peletak dasar bidang ilmu ini. Galileo adalah peletak dasar analisa dan eksperimen dalam ilmu dinamika. Sedangkan Newton merangkum gejala-gejala dalam dinamika dalam hukum-hukum gerak dan gravitasi.

BIOMEKANIKAMenurut Frankel dan Nordin pada tahun 1980 biomekanika merupakan ilmu mekanika teknik untuk analisa sistem kerangka otot manusia.Chaffin, 1991secara umum mendefinisikan biomekanika, yaitu: Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Kajian biomekanik dapat dilihat dalam dua perspektif, yaitu kinematika yang lebih menjurus pada karakteristik gerakan yaitu meneliti gerakan dari segi ruangan yang digunakan dalam waktu yang bersifat sementara tanpa melihat gaya yang menyebabkan gerakan. Studi kinematika menjelaskan gerakan yang menyebabkan berapa cepat obyek bergerak, berapa ketinggiannya atau berapa jauh obyek menjangkau jarak. Posisi, kecepatan dan percepatan tersebut merupakan studi kinematika. Kajian kinetika menjelaskan tentang gaya yang bekerja pada satu sistem, misalnya tubuh manusia. Kajian gerakan kinetika menjelaskan gaya yang menyebabkan gerakan. Dibandingkan dengan kajian kinematika, kajian kinetika lebih sulit untuk diamati, pada kajian kinetik yang terlihat adalah akibat dari gaya.Ada 3 Hukum dasar biomekanika yaitu :

a). Hukum Newton pertamaYaitu suatu benda akan tetap dalam posisi istirahat atau berada dalam keadaan gerak yang sama kecuali jika diberi gaya yang dapat menghilangkan keseimbangan.Mendorong benda kecil dan besar Arah gerakan benda akan sama dengan arah gaya yang diberikan sehingga gayadideskripsikan sebagai suatu vector yang memiliki basar dan arah.Ide ini mungkin nampak sederhana tetapi sangat penting jika kita melihat gaya-gayayang melawan gerakan suatu benda.

b). Hukum Newton Kedua Mengenai GerakanHukum ini menyatakan bahwa percepatan suatu benda (seberapa cepat kecepatannya bertambah) adalah sebanding dengan gaya yang diberikan kepadanya.Hal ini dapat dirangkum dengan persamaan berikut:

Gaya = massa x percepatan .

Suatu gaya sebesar 1 Newton yang diberikan pada benda bermassa 1 kg akan memberikan percepatan 1 m/s (msˉ¹). Mendorong brankar Bayangkan dimana anda harus mendorong troli atau tempat tidur. Pada awal gerakanakan terjadi percepatan. Normalnya, benda digerakkan dengan kecepatan yang konstan sehingga tidak lagi bertambah cepat dan gaya yang diberikan lebih sedikit. Untuk menggerakan suatu benda kita harus mengatasi inersia benda tesebut. Jika inersia sudah dilampaui, maka gaya yang diperlukan untuk menjaganya tetap bergerak akan lebih sedikit.

c). Hukum Newton Ketiga Mengenai GerakanHukum ketiga ini menyatakan bahwa ‘untuk setiap aksi terdapat reaksi sebaliknya yangsetara dan berlawanan arah’ dan hal ini membantu menjelaskan ide keseimbangan gaya yangtelah disebutkan.Gambar 1.5 Pasien berbaring di tempat tidur Pasien yang berbaring di atas tempat tidur, kita menyadari bahwa tempat tidur menyokong pasien. Tanpa tempat tidur, pasien akan jatuh ke lantai

d). Gaya pada tubuhGaya pada tubuh ada 2 tipe :1.Gaya pada tubuh dlm keadaan statis.Gaya Berat dan Gaya Otot sebagai Sistem PengumpilTubuh dalam keadaan Statis berarti tubuh dlm keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen gayayang ada sama dengan nol. Tulang dan otot tubuh manusia berfungsi sebagai sistem pengumpil. Tubuh dalam keadaan Statis berarti tubuh dlm keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen gayayang ada sama dengan nol. Tulang dan otot tubuh manusia berfungsi sebagai sistem pengumpil.

2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.Ada 3 kelas sistem pengumpil :a. Klaspertama

Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot Contoh: kepala& leher b. KlasKedua

Gaya berat diantara titik tumpu dan Gaya otot.contoh: tumit menjinjitc. KlasKetiga

Gaya otot terletak diantara titik tupuan dan gaya berat Contoh: otot lengan

Traksi terapeutik didapat dengan memberikan tarikan pada kepala,tubuh atau anggota gerak menuju sedikitnya dua arah, misalnya: tarikan traksi dan tarikan traksi lawannya. Gaya traksi – lawan atau gaya keduanya biasanya berasal dari berat tubuh pasien pada saat bertumpu atau berat lain.

Gamb. Traksi kulit dan traksi leher

PenerapanAnalisaGaya dalamTerapan KesehatanTraksi dalam Praktik KlinikTraksi adalah tahanan yang dipakai dengan berat atau alat lain untuk menangani kerusakan atau gangguan pada tulang dan otot. Tujuan dari traksi adalah untuk menangani fraktur, dislokasi atau spasme otot dalam usaha untuk memperbaiki deformitas dan mempercepat penyembuhan. Ada dua tipe utama dari traksi : traksi skeletal dan traksi kulit,dimana didalamnya terdapat sejumlah penanganan.Prinsip Traksi adalah menarik tahanan yang diaplikasikan pada bagian tubuh, tungkai, pelvis atau tulang belakang dan menarik tahanan yang diaplikasikan pada arah yang berlawananyang disebut dengan countertraksi. Tahanan dalam traksi didasari pada hokum ketiga (Footner,1992 and Dave, 1995). Traksi dapat dicapai melalui tangan sebagai traksi manual, penggunaan tali splint, dan berat sebagaimana pada traksi kulit serta melalui pin, wire, dan tongs yangdimasukkan kedalam tulang sebagai traksi skeletal Traksi dapat dilakukan melalui kulit atau tulang. Kulit hanya mampu menanggung beban traksi sekitar 5 kg pada dewasa. Jika dibutuhkan lebih dari ini maka diperlukan traksi melalui tulang. Traksi tulang sebaiknya dihindari pada anak-anak karena growth plate dapat dengan mudah rusak akibat pin tulang.Indikasi traksi kulit diantaranya adalah untuk anak-anak yang memerlukan reduksi tertutup, traksi sementara sebelum operasi, traksi yang memerlukan beban 5 kg. Akibat traksi kulit yang kelebihan beban di antaranya adalah nekrosis kulit, obstruksi vaskuler, oedem distal,serta peroneal nerve palsy pada traksi tungkai. Traksi tulang dilakukan pada dewasa yang memerlukan beban > 5 kg, terdapat kerusakan kulit, atau untuk penggunaan jangka waktu lama.Kontratraksi diperlukan untuk melawan gaya traksi, yaitu misalnya dengan memposisikantungkai lebih tinggi pada traksi yang dilakukan di tungkai.

TERMODINAMIKAPengertianTermodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu 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.

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yangdiidealkan,proses"superpelan". 

Keseimbangan Termodinamika Sistem makroskopik sering melakukan beberapa memori dari keadaan sebelumnya. Secangkir teh yang diaduk tetap kontinyu berputar . Tetapi jika kita tunggu lebih lama, kita tidak lagi mengamati gerakan dengan skala yang besar. Sebuah cangkir panas dari kopi dingin akan dibawa ke temperatur lingkungannnya, bagaiamanapun juga keadaan awal temperaturnya. Keadaan akhir dari sistem tersebut disebut equilibrium states, yang dicirikan oleh ketidaktergantungannya dari waktu, ketidaktergantungan terhadap sejarah sebelumnya. dan kcara sederhana. Ketidaktergantungannya pada waktu berarti bahwa sifat-sifat makroskopik dapat diukur (seperti temperatur, tekanan, dan kerapatan) dari sistem keseimbangan tidak berubah dengan waktu kecuali untuk fluktuasi yang sangat kecil, yang dapat kita amati dibawah kondisi yang spesial.

Kebalikannnya keadaan nonequilibrium berubah terhadap waktu. Skala waktu untuk perubahan mungkin satu detik mungkin bertahun-tahun, dan tidak dapat ditentukan dari arumentasi tremodinamia sendiri. Kita dapat mengatakan bahwa sebuah sistem tidak dalam equilibrium jika sifat-sifatnya berubah terhadap waktu, tetapi etidaktergantungannnya terhadap waktu selama observasi waktu tidak pasti. Ini memungkinkan bahwa kita tidak melakukan pemgamantan sistem cukup lama.

Keadaan keseimbangan adalah sederhana dan hanya memerlukan beberapa besaran untuk mencirikan sistem. Sebagai contoh, jika kita menjatuhkan balok es di dalam secangkir kopi, temperatur dalam waktu pendek akan bervariasi melalui kopi sampai kopi mencapai equilibrium. Sebelum equilibrium tercapaia, kita harus menspesifikasi temperatur pada setiap titik di dalam kopi ke spesifikasi statenya secara penuh. Sekali equilibrium tercapai, temperatur akan seragam keseluruh bagiannnya dan hanya perlu satu bilangan tempatur untuk menspesifikasinya.

Ketergantungan sejarah menyangkut banyak sistem mencapai keadaan equilibrium akhir meallui jalan yang tak berhingga. Keadaan akhir menghilangkan semua memori dan bagaimana hal itu dihasilkan. Sebagai contoh, jika kita letakkan beberapa cangkir kopi di dalam ruangan yang

sama, mereka akan mencapai temperatur final, tanpa memandang perbedaan temperatur awal . Meskipun demikian,banyak contoh dimana sejarah sistem adalah sangat penting. Sebagai contoh, metal yang didinginkan secara cepat mungkin akan mengandung cacat yang bergantung pada detail sejarah dari bagaimana metal didinginkan. Beberapa sistem tidak dalam keadaan equilibrium. Secara praktis, kriteria untuk equilibrium adalah sirkular. SEcra operasional, suatu sistem adalah dalam equilibrium jika sifat-sifatnya dapat secara konsisten didiskripsikan oleh hukum-hukum termodinmika.

Sistem termodinamikaSistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah

batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:1.      sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh

dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.2.      sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran

benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifatpembatasnya:- pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.- pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.

3.      sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Keadaan termodinamikaKetika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem).Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakanfungsikeadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.

Pengertian Usaha, Kalor dan Energi.Kalor = Usaha, yaitu hanya muncul juka terjadi perpindahan energi antara system dan lingkungan. Kalor muncul ketika energi dipindahkan akibat adanya perbedaan suhu atau perubahan wujud zat.Energi terbagi atas dua yaitu energi dalam dan energi luar , dibawah ini beberapa asumsi mengenai energi tersebut.- Energi kinetik dan energi potensial = energi luar ( external energy )- Energi yang tidak nampak dari luar adalah energi dalam.- Energi dalam berhubungan dengan aspek mikroskopik zat.- Jumlah energi kinetic dan energi potensial yang berhubungan dengan atom –atom atau molekul – molekul zat disebut energi dalam.Oleh karena itu, pengertian dari energi dalam adalah suatu sifat mikroskopik zat, sehingga tidak dapat diukur secara langsung. Yang dapat diukur secara tidak langsung adalah perubahan energi dalam (notasi ) , yaitu ketika suatu system berubah dari keadaan awal ke keadaan akhir.Usaha Luar

Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.

W = p∆V= p(V2 – V1)

Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai

Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.

Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V2 < V1 dan usaha gas bernilai negatif.

Energi Dalam

Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.

Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai untuk gas monoatomik untuk gas diatomik, Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol−1 K−1, dan ∆Tadalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).

Hukum kekekalan energi: Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dihancurkan/dihilangkan. Tetapi dapat ditransfer dengan berbagai cara. Aplikasi: Mesin-mesin

pembangkit energi dan pengguna energi. Semuanya hanya mentransfer energi, tidak menciptakan dan menghilangkan.

Proses Isotermik

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).

Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai

Dimana V2 dan V1 adalah volume akhir dan awal gas.

Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0 ), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan QV.QV = ∆U

Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆ V ). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Qp. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku.Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai

W = Qp − QV

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Qp) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (QV).

Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U ).

Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

Alat-alat yang berhubungan dengan Termodinamika

TermometerAdalah alat ukur berskala yang dapat di gunakan untuk menunjukan suhu.Cara menggunakan termometer adalah dengan memasang termometer tersebut kontak dengan benda lain sampai benda dan termometer tersebut terjadi kesetimbangan termal.

Keseimbangan TermalKeseimbangan termal terjadi jika 2 benda yang berada dalam kontak termal mempunyai temperatur yang sama. Dua benda disebut dalam kontak termal jika perlakuan panas pada salah satu benda menghasilkan perubahan makroskopis pada benda lainnya.

Tipe-Tipe Termometer

Tipe-tipe termometer antara lain:

Liquid-in-glassSifat termometrik : Perubahan volume (yaitu perubahan panjang dari merkuri atau etanol).Keuntungan : Mudah digunakan, murah, dan mudah dibawa.Kerugian : Mudah pecah, daerah pengukuran terbatas, tidak dapat digunakan untuk mengukur obyek kecil.Daerah Pengukuran : Merkuri : 234-723 K. Etanol : 173 – 323 K

Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung). Jadi pegukuran suhu celsius menggunakan suhu pencairan dan bukan suhu pembekuan.

Titik didih Celcius yaitu 0 °C (212 °F) dan titik beku pada 100 °C (32 °F). Tetapi peneliti lain -Frenchman Jean Pierre Cristin– mengusulkan versi kebalikan skala celsius dengan titik beku pada 0 °C (32 °F) dan titik didih pada 100 °C (212 °F). Dia menamakannya Centrigade.Cara kerja Termometer Air RaksaAlat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Adapun cara kerja secara umum adalah sbb ;1. Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi awal.2. Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa dengan perubahan

volume.3. Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu

menurun.4. Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.

Constant-Volume gas ThermometerSifat termometrik : Tekanan pada gas dengan volume konstan.Keuntungan : Skala absolut, akurat, daerah pengukuran lebar.Kerugian : Bentuk besar, respon lambat, sulit untuk mengukur obyek kecil.Daerah Pengukuran Temperatur : 3-300 K

ResistansiSifat termometrik : Perubahan resistansi dari bahan konduktor (Pt, Ni, dll).Keuntungan : Akurat, daerah pengukuran lebar, dapat didesain berbagai macam model.Kerugian : Harga mahalDaerah Pengukuran Temperatur : 15-900 K

Thermocoupletermokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Sifat termometrik : GGL yang timbul karena 2 metal berbeda dikontakkanKeuntungan : Sensitif, respon cepat, daerah pengukuran lebarKerugian : Tegangan kecil sehingga membutuhkan penguatanDaerah Pengukuran Temperatur : 25-1400 K

ThermistorSifat termometrik : Perubahan resistansi dari bahan semikonduktor (Si)Keuntungan : Mudah diaplikasikan dengan komputerKerugian : Kurang akuratDaerah Pengukuran Temperatur : 200-700 K

Optical PyrometerSifat termometrik : Perubahan sifat material karena kena radiasi panasKeuntungan : Tidak bersentuhan dengan obyek, mudah digunakanKerugian : Memerlukan kalibrasi, kurang akurat, mahalDaerah Pengukuran : Di atas 1250 K

Termometer Infra Merah

menawarkan kemampuan untuk mendeteksi temperatur secara optik – selama objek diamati, radiasi energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai suhu. Mereka menawarkan metode pengukuran suhu yang cepat dan akurat dengan objek dari kejauhan dan tanpa disentuh – situasi ideal dimana objek bergerak cepat, jauh letaknya, sangat panas, berada di lingkungan yang bahaya, dan/atau adanya kebutuhan menghindari kontaminasi objek (seperti makanan/alat medis/obat-obatan/produk atau test, dll.). Produk pengukur suhu infra merah tersedia di pasaran, Mulai dari yang fleksibel hingga fungsi-fungsi khusus/Termometer standar (seperti gambar), hingga sistem pembaca yang lebih komplek dan kamera pencitraan panas. Ini adalah citra/gambar dari termometer infra merah khusus industri yang digunakan memonitor suhu material cair untuk tujuan quality control pada proses manufaktur.

Termometers Infra Merah mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam (biasanya infra merah) yang dipancarkan objek. Kadang disebut termometer laser jika menggunakan laser untuk membantu pekerjaan pengukuran, atau termometer tanpa sentuhan untuk menggambarkan kemampuan alat mengukur suhu dari jarak jauh. Dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisi nya, Temperatur objek dapat dibedakan.

Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor, yang mengubah energi menjadi sinyal elektrik yang bisa ditunjukkan dalam unit temperatur setelah disesuaikan dengan variasi temperatur lingkungan. Konfigurasi fasilitas pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa menyentuh objek. Dengan demikian, termometer infra merah berguna mengukur suhu pada keadaan dimana termokopel atau sensor tipe lainnya tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkan suhu yang akurat untuk beberapa keperluan.

Penggunaan Termometer Infra Merah

Beberapa kondisi umum adalah objek yang akan diukur dalam kondisi bergerak; objek dikelilingi medan elektromagnet, seperti pada pemanasan induksi; objek berada pada hampa udara atau atmosfir buatan; atau pada aplikasi di mana dibutuhkan respon yang cepat.

Termometer Galileo (atau termometer Galilea)dinamai fisikawan Italia, Galileo Galilei, adalah termometer yang terbuat dari gelas silinder tertutup berisi cairan bening dan serangkaian benda yang kerapatannya sedemikian rupa sehingga mereka naik atau turun sesuai perubahan suhu.

Ciri desain

Di dalam cairan digantungkan sejumlah beban. Umumnya beban tersebut dilekatkan pada bola kaca tersegel yang berisi cairan berwarna untuk efek estetika. Saat suhu berubah, kerapatan cairan di dalam silinder turut berubah yang menyebabkan bola kaca bergerak timbul atau tenggelam untuk mencapai posisi di mana kerapatannya sama dengan cairan sekelilingnya atau terhenti oleh bola kaca lainnya. Bila perbedaan kerapatan bola kaca sangat kecil dan terurutkan sedemikian rupa sehingga yang kurang rapat berada di atas dan yang terapat berada di bawah, hal tersebut dapat membentuk suatu skala suhu.

Suhu dibaca dari ukiran piringan logam di setiap bola kaca. Biasanya sebuah celah memisahkan bola kaca atas dengan bola kaca bawah, berarti nilai suhu berada di antara kedua nilai label baca di setiap sisi celah. Bila bola kaca melayang-layang di celah, berarti nilai label baca mendekati suhu lingkungan.

Untuk mencapai keakuratan yang sesuai, toleransi beban harus dibuat kurang dari 1/1000 per satu gram (1 miligram)..

Teori operasi

Termometer Galilea bekerja dengan prinsip daya apung. Daya apung sendiri menentukan apakah suatu benda mengapung atau tenggelam dalam cairan, serta memberi penjelasan mengapa perahu yang terbuat dari baja bisa mengapung (sementara batangan baja padat dengan sendirinya akan tenggelam).

Untuk menentukan sistem skala suhu diperlukan dua titik acuan :1.Titik tetap bawah dengan menggunakan es yang melebur yaitu suhu dimana es dan air berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm ( tekanan udara normal 76 cmHg).2.Titik tetap atas, menggunakan suhu air yang mendidih yaitu suhu di mana air dan uap berada dalam kesetimbangan pada tekanan 1 atm ( tekanan normal udara 76 cmHg).

Hubungan antara skala suhu dalam derajat celsius, Reamur dan Fahrenheit• 0°C – 0°R – 32° F sebagai tetap bawah• 100°C – 80°R – 212°F sebagai tetap atas• 100 skala C = 80 skala R = 180 skala F• Perbandingan skala C:R:F = 5:4:9• Hubungan antara suhu C,R dan F adalah• T°C = (4/5 T)°R• T°R = (5/4 T)°C• T°C = (9/5 T + 32 )°F• T°F = ( 9/4 T – 32 )°C

HIDRODINAMIKAPengertian: penelitian mengenal zat cair meliputi:

Tekanan Kecepatan aliran Lapisan-lapisan zat yang melakukan gesekan

Bernauli telah berhasil merumuskan rumus dengan persyaraan atau pendekatan khusus yaitu:1. Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viskos)2. Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berobah) dalam hal kecepatan, arah maupun

besarnya (selalu konstan)3. Zat cair selalu mengalir dalam keadaan steady yaitu mengalir dalam lintasan tertentu4. Zat cair tidak termampatkan (incrompesible) melalui sebuah pembuluh dan mengalir

sejumlah cairan yang sama besarnya (kontinuitas)

PENERAPAN HIDRODINAMIKA PADA PELAYANAN KESEHATAN Mengukur tekanan darah Mengukur LED meliputi: BBS(Blood Bezinking Snellheid).

BSR ( Basal Sedimentasi Rate) Tekanan Bola Mata (Tonometer) Tekanan kandung kencing (sistometer) Tekanan di dalam tengkorak

Pengaruh tekanan dalam ilmu kebidanan Tekanan ialah: daya persatuan luas yang dikenakan tegak lurus pada permukaan. Satuannya pada SI Newton/m2 atau paskal dan pada CGS adalah Dyne/cm2. Pada dunia

kedokteran mmHg atau satuan Torr. Tekanan pada tubuh manusia: semua benda mempunyai tekanan karena beratnya. Tekanan dalah gaya per Unit area. Gaya sendirian tidak dapat mengontrol tekanan.

Tekanan pasien yang tidur lama pada tempat tidur, menghambat darah ke kapiler perifer, terurtama di pembuluh darah yang tertekan diantar tulang dan tempat tidur.

Darah yang membawa nutrien dan O2 tidak dapat mencapai sel-sel dan sel akan mati, mengakibatkan ulkus decubitus. Jika pasien diletakan pada tempat tidur berisi udara/air tekanan akan berkurang/ disebarkan karena area diperluas.

HUKUM FISIKA YANG BERHUBUNGAN DENGAN TEKANAN PADA TUBUH MANUSIA.

1. Hukum Boyle 2. Hukum Charles : tekanan berbanding terbalik dengan suhu. Pada manusia hukum ini

dipakai pada mekanisme bernafas dan respirasi.3. Hukum Dalton (hukum tekanan parsial) : tekanan gas sebanding dengan presentase

campuran gas-gas, yaitu tekanan parsial satu gas adalah jumlah gaya pada dinding yang mengelilinginya.

4. Hukum Henry : berat gas terlaryut dalam volume cairan tetap pada suhu tertentu sebanding dengan tekanan. Pada penyelam,bertambah dalam menyelam bertambah besar tekannanya, penuruna yang tiba-tiba yaitu bila penyelam naik kepermukaan dengan cepat menimbulkan gelembung gas dalam darah yang dapat menyumbat kapiler (sakit hebat) dis Bends

5. Prisip Pascal : tekanan yang diberikan pada semua zat cair dalam bejana tertutup, diteruskan kesemua arah dengan besar yang sama, contohnya pada vesica urinaria, begitu juga benda yang terletak dalam cairan mempunyai tekanan yang sama pada seluruh permukaan. Contohnya otak dalam cairan CSS, janin di dalam cairan amnion. Keduanya terlindung dalam cairan yang mengelilinginya, yang meneruskan dengan tekanan sama tak jadi soal walaupun orangnya aktif.

MENGUKUR TEKANAN DALAM TUBUH MANUSIA1. tekanan intrakranial

Sirkulasi cairan otak di mulai di dalam suatu hubungan seri dengan sebuah ruangan yang disebut ventrikel. CSF ini seluruhnya berada dalam otak mengalir melalui ventrikel keruangan disepanjang tulang belaknag (columna spinalis) dan bersatu pada sistem sirkulasi darah. Bila produksi CSF meningkat, salurannya tersumbat (obstruksi), absorbsinya terganggu maka tekanan intra kranial meningkat yang pada bayi kepalanya bisa membesar (Hidrocephalus). Untuk mengukur tekanan CSF dilakukan lumbal pungsi (LP) dan tekanan diukur dalam cm H2O. Bila tekanan > 20 cm H20 bdisebut tekanan CSF meningkat. Hal ini didapati pada otak terinfeksi, edema otak, perdarahan otak, tumor otak, dll. Cara mengukur ada tidaknya Hidrocephalus pada bayi baru lahir adalah dengan mengukur tekanan disekeliling tengkorak dikepala sedikit diatas telinga. Tekanan normal pada bayi baru lahir adalah 32-37 cm. lebih dari itu dikatakan Hydrocephalus

2. Tekanan Bola Mata (Tonometer)Bentuk dan ukuran bola mata dipertahankan oleh adanya tekanan cairan yang bening dalam bola mata (Aqueous Humor) ynag menghantarkan cahaya ke retina. Untuk mempertahankan suatu penglihatan yang jelas, dimensi dari mata sangat menentukan. Dengan perobahan 0,1 mm saja mengakibatkan efek yang nyata pada ketajaman penglihatan. Tekanan bola mata yang normal adalah 12 s/d 23 mmHg yang diukur dengan alat Tonometer dari Shiotz atau sinar. Aqueous

Humor sebagaian besar terdiri dari air yang dihasilkan oleh mata terus menerus dan suatu sistem drainage. Sumbatan dari sistem drainage akan menyebabkan peninggian tekanan mata, peningkatan ini akan membatasi aliran darah sehingga dapat menimbulkan keadaan glaukoma yang ditandai dengan sakit kepala.

3. Tekanan pada saluran pencernaanSaluran pencernaan dari mulut sampai anus panjangnya kurang lebih 6 m. supaya arahnya dari atas ke bawah,maka dilengkapi valve dan spinchter (klep) dan gerakan peristaltik usus. Pada sebagian besar saluran ini khususnya bagian bawah tekannannya lebih besar dibandingakn denan tekanan di bagian luar (tekanan atmosfer), tetapi kebalikannya pada saluran bagian atas misalnya esofagus, dimana tekannanya lebih kecil dari tekanan atmosfir karena berada pada rongga dada. Pada waktu makan pada saat menelan selalu udara turut serta sehingga perut menjadi lebih besar dan teregang terjadi peninggian tekanan akhirnya terjadi sendawa. Bakteri khusus yang menghasilkan gas mengakibatkan peninggian tekanan, untuk menguranginya maka terjadi mekanisme flatus. Kadang-kadang terjadi penyumbatan di usus halus dan colon yang menyebabkan tekanan naik sehingga menghalangi aliran darah ke daerah itu yang bila sudah melibatkan organ penting bisa mneyebabkan kematian. Untuk mengurangi tekanan ini sering dipasang intubasi.

4. Tekanan dalam kandung kemih Peninggian tekanan dalam kandung kemih dan spincter ureter berhubungan erat dengan jumlah urine yang terkandung di dalamnya, sifat kandung kemih dapat mengalami peregangan oleh penambahan volume. Tekanan dalam kandung kemih dapat diukur debngan memasukan kateter yang mempunyai ukuran tekanan melalui uretra sampai kandung kemih. Secraa langsung tekanan dapat diukur dengan memasukan jarum melalui dinding perut ke dalam kandung kemih. Tekanan pada kandung kemih akan meningkat pada waktu kita batuk, mengedan dan jongkok. Keadaan stress ini bias menyebabkan peningkatan tekanna di dalam kandung kemih disebabkan nervous. Pada waktu hamil, berat janin diatas kandung kemih akan meninggikan tekanan dalam kandung kemih dan menyebabkan “sering-sering buang air kecil”. Pada wanita hamil terutama saat akhir kehamilan akan terjadi peningkatan frekuensi berkemih, hal ini disebabkan oleh karena vesika urinaria tertekan oleh kepala janin atau bagian janin yang lain sehingga adanya tekanan sedikit saja urine bias keluar. Sementara pada diafragma ibu hamil akibat pembesaran uterus (tuanya kehamilan) menimbulkan tekanan pada rongga dada akhirnya menyebabkan sering mengalami sesak nafas. Tekanan pengosongan normal biasanya antara 20-40 cm H2O, tetapi pada orang yang menderita hipertrofi prostat untuk pengeluaran urine bias saja dengan tekanan lebih dari 100 cm H2O. pada orang dewasa tekanan volume 500mm akan terjadi kontraksi otot kandung kemih yang agak kuat yang akan menyebabkan kenaikan tekanan sementara seperti 150 cm H20.

5. Tekanan darah / jantungPrimary Survey: A : AirWay , dengan cervical spine controlB : BreathingC : Circulation, dengan Haemorrage controlD : DisabilityE : Eviroment/ Eksposur

Tekanan darahPada pengukuran tekanan darah sebenarnya tekanan yang diukur adalah tekanan pada dinding arteri dan vena yang ditimbulkan oleh jantung yang bertindak sebagai pompa, secar langsung tidak dapat dilakukan maka digunakan sphygmomanometer. Factor yang melibatkan tekanan darah adalah cardiac output, volume darah, tekanan perifer, elstisistas dinding arteri dan venous return. Tekanan darah bervariasi dengan kelamin, usia, kerja, tidur, emosi dan laim-lain. Tekanan darah terbagi menjadi: a). sistolis yaitu tekanan darah maksimum yang terdapat pada aorta ketika jantung berada pada phase sistolis atau berkontraksi dimana darah dipompakan dari ventrikel kiri ke aorta. Ini terjadi kira-kira 72 kali permenitdalam keadaan tenang dan jantung sehat. b) Diastolis yaitu tekanan darah minimum yang terdapat pada aorta ketika jantung berada pada dhase diastolis/ mengembang dimana darah dari vena masuk ke atrium. c) tekanan nadi adalah selisisih sistolis dengan tekanan diastolis.

Tekanan darah dianggap normal untuk seorang dewasa muda adalah 120 mmHg, ini untuk tekanan sistolis, sedangakan untuk tekanan diastolis adalah 70-80 mmHg.