fisika materi

14
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam makalah ini , kami mengambil tema mengenai Termodinamika. Kami memilih tema ini karena kami rasa materi ini sangat penting untuk dipelajari . termodinamika merupakan salah satu materi dasar dalam pelajaran fisika yang harus dikuasai. Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termodinamika yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah. Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi. Kita harus memahami konsep dasar terlebih dahulu. Kemudian dilanjutkan pada bagian inti materi. Termodinamika merupakan materi yang harus dipahami dengan baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya. Termometrik dan skala temperature pengatur suhu serta perpindahan panas. Maka dari itu kami berusaha untuk membuat materi termodinamika dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami. B. Rumusan Masalah 1. Apa definisi dari termodinamika ? 2. Apa saja teori-teori yang terkait dengan termodinamika? 1

description

FISIKA

Transcript of fisika materi

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangDalam makalah ini , kami mengambil tema mengenai Termodinamika. Kami memilih tema ini karena kami rasa materi ini sangat penting untuk dipelajari . termodinamika merupakan salah satu materi dasar dalam pelajaran fisika yang harus dikuasai. Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termodinamika yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah. Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi. Kita harus memahami konsep dasar terlebih dahulu. Kemudian dilanjutkan pada bagian inti materi.Termodinamika merupakan materi yang harus dipahami dengan baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya. Termometrik dan skala temperature pengatur suhu serta perpindahan panas. Maka dari itu kami berusaha untuk membuat materi termodinamika dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami.

B. Rumusan Masalah1. Apa definisi dari termodinamika ?2. Apa saja teori-teori yang terkait dengan termodinamika?3. Apa saja aplikasi-aplikasi termodinamika dalam ilmu keperawatan?

C. Tujuan1. Mengetahui definisi dari termodinamika.2. Mengetahui teori-teori yang terkait dengan termodinamika.3. Mengetahui aplikasi-aplikasi termodinamika dalam ilmu keperawatan.

BAB IIPEMBAHASAN1. DEFINISI TERMODINAMIKATermodinamika (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, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang. Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik. Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam. Jadi termodinamika adalah ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energy yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan. TermometrikMengetahui panas dinginnya suatu zat dengan mempergunakan indra peraba merupakan penilaian yang subjektif serta tidak ilmiah. Pengamatan secara itu disebut pengamatan yang kwalitatif yang justru dapat menyesatkan. Justru itulah diperlukan alat pengukuran agar hasil yang diperoleh dapat dipertanggungjawabkan.contohnya dengan menggunakan thermometer. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti bahang dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa. Ada bermacam-macam termometer menurut cara kerjanya: Termometer raksa, Termometer inframerah ,Termometer Galileo .Termistor, Termometer bimetal mekanik , Termometer alcohol2. TEORI-TEORI TERKAIT TERMODINAMIKATerdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:Hukum Awal (Zeroth Law) TermodinamikaHukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.Hukum Pertama TermodinamikaHukum 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.U = Q W Kerja yang dilakukan oleh tubuh manusia, umumnya ditandai dengan penurunan energi dalam tubuh juga temperatur tubuh. Untuk mencapai kesetimbangan ada energi yang perlu ditambahi atau dikurangi. Energi dalam tubuh Q tidak hanya diberikan kepada organisme, karena subu tubuh biasanya lebih tinggi maka kalor Q dari tubuh akan bergerak ke luar menuju lingkungan. Energi dalam tubuh bersumber dari makanan (energy potensial kimia). Pada sistem tertutup, energi dalam hanya berubah dalam bentuk aliran kalor atau kerja yang dilakukan. Pada sistem terbuka, (seperti hewan) energi dalam dapat mengalir ke luar dan ke dalam sistem. Kecepatan metabolisme adalah kecepatan di mana energi dalam di ubah di dalam sistem (tubuh). Kecepatan ini dinyatakan dalam watt atau kkal/jam. Untuk manusia dengan massa tubuh rata-rata 65 kilogram berikut tabel kecepatan metabolisme : Kegiatan Kecepatan metabolism (perkiraan pendekatan) Kkal/jam Watt Tidur 60 70 Duduk tegak, bekerja di meja, bersantai 100 115 Kegiatan ringan (makan, berpakaian, pekerjaan rumah tangga) 230 Kegiatan sedang (bermain tenis, berjalan) 400 460 Berlari (15 km/jam) 1000 1150 Bersepeda (balap sepeda) 1100 1270Hukum kedua TermodinamikaHukum 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. Pernyataan Kelvin-Planck : Tidak ada alat yang efek tunggalnya untuk mengubah sejumlah kalor menjadi kerja seluruhnya. (tidak ada mesin yang sempurna efisiensi 100%) = kontradiksi terjadi pada mesin kapal, jika mesin kapal tidak memerlukan reservoar temperatur rendah untuk tempat pembuangan kalor, kapal tersebut dapat berlayar melintasi samudra dengan menggunakan sumber energi dalam dari air laut. Mesin Pendingin Hukum ketiga TermodinamikaHukum 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.

3. APLIKASI APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM ILMU KEPERAWATAN

1. Termografi termografi Inframerah, thermal imaging, dan video termal adalah contoh inframerah ilmu pencitraan . kamera pencitraan termal mendeteksi radiasi di inframerah jangkauan spektrum elektromagnetik (sekitar 9000-14,000 nanometer atau 9-14 pM ) dan menghasilkan gambar radiasi itu, yang disebut Termogram . Karena radiasi infra merah yang dipancarkan oleh semua objek dekat suhu kamar , menurut benda hitam hukum radiasi , termografi memungkinkan untuk melihat's lingkungan satu dengan atau tanpa terlihat iluminasi. Jumlah radiasi yang dipancarkan oleh objek meningkat dengan suhu, karena itu, termografi memungkinkan seseorang untuk melihat variasi suhu. Bila dilihat melalui kamera thermal imaging, benda-benda hangat menonjol baik terhadap latar belakang lebih keren; manusia dan lainnya berdarah panas hewan menjadi mudah terlihat melawan hari, lingkungan atau malam hari. Akibatnya, termografi sangat berguna kepada militer dan badan keamanan .Thermography memiliki sejarah yang panjang, walaupun penggunaannya telah meningkat secara dramatis dengan aplikasi komersial dan industri dari lima puluh tahun terakhir. Pemerintah dan bandara termografi personil digunakan untuk mendeteksi kasus dugaan flu babi selama pandemi 2009. [1] Pemadam kebakaran menggunakan termografi untuk melihat melalui asap , untuk menemukan orang, dan untuk pelokalan dasar api. Penggunaan termografiPenggunaan dalam diagnosis kanker payudara Penyakit pembuluh darah Kencing manis Nyeri pada persendian lutut Cerebral vascular disease

2. Pengaturan suhu tubuhPengaturan temperature atau regulasi termal ialah suatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologis dimana terjadi kesetimbanagan antara reproduksi panas dan kehilangan panas sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan. Burung atau mammalian secara fisiologis digolongkan dalam Worm-Blooded atau homotermal. Organism homotermal ini secara umum dapat dikatakan temperature suhu tetap konstan walaupun suhu lingkungan berubah. Hal ini oleh karena ada interaksi secara berantai antara heat produksi (pembentukan panas) dan heat loss (kehilangan panas). Kedua proses ini dalam keadaan tertentuaktifitasnya diatur oleh susunan syaraf pusat yang mana mengatur metabolisme, sirkulasi (peredaran darah), perspirasi (penguapan) dan kerja otot otot skeletal : sebagai contoh kontraksi otot banyak menghasilkan panas.

3. Thermometer tahanan (resistance termometer)Thermometer ini merupakan salah satu thermometer elektronik yang menggunakan termistor. Termistor merupakan elemen semi konduktoryang mempunyai berbagai variasi tahanan terhadap temperature. Termistor ini terdiri dari kawat halus platina yang di lilitkan pada kerangka mika kemudian dimasukkan kedalam tabung gas yang berdinding tipis sebagai pelindung. Rangkaian thermometer ini merupakan rangkaian jembatan Wheaston. Termoter pertahanan ini sangat peka mengukur suhu sampai ketelitian 0,001C. pada rangkaian Wheaston ini diusahakan gara tidak ada arus yang melewati galvanometer. Dengan adanya perubahan tegangan pada galvanometer dapat di ketahui berapa besar temperaturnya. Ketelitian termistor ini dapat mengukur 0,001C. di klinik banyak digunakan termistor ini apabila di letakkan di dalam hidung untuk memonitori suhu pernapasan maka alat ini disebut pneumograf.

4. Termometer bimetal mekanikTermometer Bimetal Mekanik adalah sebuah termometer yang terbuat dari dau buah kepingan logam yang memiliki koefisien muai berbeda yang dikeling (dipelat) menjadi satu. Kata bimetal sendiri memiliki arti yaitu bi berarti dua sedangkan kata metal berarti logam, sehingga bimetal berarti "dua logam". Cara Kerja termometer bimetal mekanik :Keping Bimetal sengaja dibuat memiliki dua buah keping logam karena kepingan ini dapat melengkung jika terjadi perubahan suhu. Prinsipnya, apabila suhu berubah menjadi tinggi, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keoefisien muainya lebih rendah, sedangkan jika suhu menjadi rendah, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang keofisien muainya lebih tinggi. Logam dengan koefisien muai lebih besar (tinggi) akan lebih cepat memanjang sehingga kepingan akan membengkok (melengkung) sebab logam yang satunya lagi tidak ikut memanjang. Biasanya keping bimetal ini terbuat dari logam yang koefisien muainya jauh berbeda, seperti besi dan tembaga.Pada termometer, keping bimetal dapat difungsikan sebagai penunjuk arah karena jika kepingan menerima rangsanag berupa suhu, maka keping akan langsung melengkung karena pemuaian panjang pada logam. Aplikasi dari termmeter bimetal mekanik :Selain digunakan sebagai termometer, keping bimetal juga digunakan pada lampu sein mobil, termostat, setrika, dan lain lain.

5. Thermometer MaximumThermometer air raksa ini memiliki pipa kapiler kecil (pembuluh) didekat tempat/abung air raksanya, sehingga air raksa hanya bisa naik bila suhu udara meningkat, tapi tidak dapat turun kembali pada saat suhu udara mendingin. Untuk mengembalikan air raksa ketempat semula, thermometer ini harus dihentakan berkali-kali atau diarahkan dengan menggunakanmagnet.Apabila temperatur naik dan kolom air raksa tidak terputus, maka air raksa terdesak melalui bagian yang sempit. Ujung kolom menunjukkan temperatur udara. Apabila suhu turun, kolom air raksa terputus pada bagian yang sempit setelah air raksa dalam bola temperatur menyusut. Ujung lain dari kolom air raksa tetap padatempatnya.Untuk pengamatan suhu udara ujung kolom ini menunjukkan suhu udara karena penyusutan air raksa kecil sekali dan dapat diabaikan. Jadi Thermometer menunjukkan suhu udara tertinggi setelah terakhir dikembalikan. Thermometer dikembalikan setelahdibaca.

6. Thermometer MinimumThermometer minimum biasanya menggunakan alkohol untuk pendeteksi suhu udara yang terjadi. Hal ini dikarenakan alkohol memiliki titik beku lebih tinggi dibanding air raksa, sehingga cocok untuk pengukuran suhu minimum. Prinsip kerja thermometer minimum adalah dengan menggunakan sebuah penghalang (indeks) pada pipa alkohol, sehingga apabila suhu menurun akan menyebabkan indeks ikut tertarik kebawah, namun bila suhu meningkat maka indek akan tetap pada posisi dibawah. Selain itu peletakan thermometer harus miring sekitar 20-30 derajat, dengan posisi tabung alkohol berada di bawah. Hal ini juga dimaksudkan untuk mempertahankan agar indek tidak dapat naik kembali bila sudah berada diposisi bawah (suhuminimum).Untuk mengembalikan posisi indeks ke posisi aktual dapat dilakukan dengan memiringkan/ membalikkan posisi thermometer hingga indek bergerak ke ujung dari alkohol (posisi suhuaktual).

7. Psychrometer assmannPsychrometer assmann terdiri dari 2 buah thermometer air raksa dengan pelindung logam mengkilat. Kedua bola thermometer terpasang dalam tabung logam mengkilat. Kipas angin terletak diatas tabung pada tengah alat. Gunanya untuk mengalirkan (menghisap) udara dari bawah melalui kedua bola.Thermometer langsung menuju keatas. Alat dipasang menghadap angin dan sedemikian sehingga logam mengkilat mencegah sinar matahari langsung ke Thermometer, terutama pada angin lemah dan sinar matahari yangkuat.

8. Psychrometer Sling/WhirlingDisebut juga sebagai Psychrometer Sling/Whirling. Alat ini terdiri dari 2 Thermometer yang dipasang pada kerangka yang dapat diputar melalui sumbu yang tegak lurus pada panjangnya. Sebelum pemutaran bola basah dibasahi dengan air murni. Psychrometer diputar cepat-cepat (3 putaran/ detik). Selama + 2 menit, dihentikan dan dibaca cepat-cepat. Kemudian diputar lagi, dihentikan dan dibaca seterusnya sampai diperoleh 3 data. Data yang diambil adalah suhu bola basah terendah. Jika ada 2 suhu bola basah terendah yang diambil suhu bolakering.1. Keuntungan : bentuknya yang portable dan kemurahan harganya dibandingkan dengan PsychrometerAssmann.2. Kerugian:a.Karena harus diputar diluar sangkar, kedua Thermometernya dipengaruhi radiasi dan dari badan sipengamat.b.Waktu hujan tetesan air hujan bias melekat sehingga merendahkanpembacaan.c.Kecepatan udara (ventilasi) mungkin terlalukecil.

9. Pada saat pasien / klien febris, perawat memberikan kompres hangat di daerah dahi, axilla atau lipatan paha. Pada saat itu terjadi proses penguapan tersebut membutuhkan kalori yang diambil dari dalam dalam tubuh klien. Setelah itu terjadi penguapan, maka suhu tubuh klien akan berangsur- angsur turun untuk mencapai suhu tubuh normal

10. Ketika perawat melakukan tekhnik pemindahan pasien post op dari brancard ke tempat tidur maka terjadi perubahan energi fisik

11. Ketika perawat melakukan chest fisiotherapy pada klien yang bedrest total untuk mencegah pneumonia, pada saat itu energi yang diberikan oleh perawat mengalami perubahan bentuk menjadi energi kimiawi yang berproses didalam tubuh klien untuk mengeluarkan lendiBAB IIIPENUTUPA. Kesimpulan: 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. Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung.Jadi termodinamika adalah ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energy yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan.Teori yang terkait dalam termodinamika yaitu Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika, Hukum Pertama Termodinamika, Hukum kedua Termodinamika, Hukum ketiga Termodinamika. Dan ada beberapa aplikasi termodinamika dalam ilmu keperawatan yaitu seperti Termografi, Pengaturan suhu tubuh, Thermometer tahanan (resistance termometer), Termometer bimetal mekanik, Thermometer Maximum, Thermometer Minimum, Psychrometer assmann, Psychrometer Sling/Whirling dan beberapa proses asuhan keperawatan mengenai perubahan suhu.B. SaranDiharapkan perawat lebih memahami termodinamika, hukum hukum termodinamika dan aplikasi aplikasi termodinamika dalam ilmu keperawatan dan menerapkannya dengan lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Gabriel, dr.J.F. 1988. Fisika Kedokteran. Denpasar : EGCAckerman,Eugene, Ellis, Lynda B .M, Dkk. 1988. ILMU BIOFISIKA. Surabaya : AIRLANGGA UNIVERSITY PRESS.http://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika

1