SIFAT-SIFAT OKSIGEN

A. Komponen Udara

Udara adalah campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komposisi ini tidak bersifat tetap tetapi dapat berubah tergantung dari banyaknya kandungan gas tertentu di suatu tempat. Namun komposisi udara kering dimana uap air telah dihilangkan relative konstan. Udara bumi yang kering mengandung 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbon dioksida, sementara selebihnya berupa gas argon, neon, kripton, xenon dan helium. Udara juga mengandung uap air, debu, bakteri, spora dan sisa tumbuh-tumbuhan.

Udara juga merupakan zat yang paling penting setelah air dalam memberikan kehidupan di permukaan bumi. Selain memberikan oksigen, udara juga menghantarkan suara, bunyi-bunyian, pendingin benda-benda yang panas dan dapat pula menjadi media penyebaran penyakit pada manusia.

Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah dengan ketinggian dari permukaan tanah. Demikian juga massanya, akan berkurang seiring dengan ketinggian. Semakin dekat dengan lapisan troposfer, maka udara semakin tipis, sehingga melewati batas gravitasibumi, maka udara akan hampa sama sekali.

Gas-gas yang membentuk udara antara lain helium, nitrogen, oksigen dan karbon dioksida. Berikut adalah tabel komposisi udara :

Komponen Formula Persen volume PpmNirogen

Oksigen

Argon

Karbon dioksida

Neon

Helium

Metana

Kripton

N2

O2

Ar

CO2

Ne

He

CH4

Kr

78,08

20,95

0,934

0,0314

0,00182

0,000524

0,0002

0,000114

780. 800

209. 500

9. 340

314

18

5

2

1

B. Karakteristik OksigenPada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan tak berasa

dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigensecara kimiawi berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde ikatan dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda ataupun sebagai kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2. Konfigurasi elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki dua orbital molekulyang berdegenerasi.

Sifat fisik oksigen :

Simbol : O Nomor atom : 8 Massa atom relatif : 15,99999 gram/mol Titik lebur : -218,4 oC Titik didih : -182,96 oC Densitas (gas) : 1,429 gram/ liter Densitas (cair) : 1,14 gram/liter (-182,96oC) Bilangan oksidasi : +2

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yakni proses yang diduga menjadi sumber energi di matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-hijau pada Aurora Borealis. Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit. Fenomena ini tidak berkaitan dengan warna biru langit disebabkan oleh penyebaran Rayleigh. Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen.

C. Efek Tekanan Barometrik terhadap OksigenTekanan barometrik adalah berat bahwa molekul udara mengerahkan pada objek.

Berat udara terbesar di permukaan laut dan penurunan berat bergerak jauh suatu benda atau orang di atas permukaan laut. Misalnya pada 18.000 kaki tekanan barometrik adalah setengah tekanan udara normal pada permukaan laut, yang merupakan 29,92 inci air raksa atau 1.013,25 milibar.

Gendang telinga Popping adalah salah satu efek yang kebanyakan orang hadapi ketika mereka naik atau turun di ketinggian. Misalnya mengemudi di daerah pegunungan. Perubahan tekanan barometrik sebagai seseorang naik atau turun di ketinggian, menyebabkan muncul di telinga. Ini adalah hasil dari telinga mencoba untuk mengkompensasi kenaikan atau penurunan tekanan udara di luar telinga.

Titik didih air berkurang pada ketinggian yang lebih tinggi, dibandingkan dengan tekanan udara di permukaan laut. Efek ini menyebabkan air mendidih pada suhu yang lebih rendah di Denver, Colorado (sekitar 5.000 meter di atas permukaan laut) dibandingkan

dengan suhu air mendidih di Key West, Florida (permukaan laut). Standar air mendidih pada 100 derajat C atau 212 derajat F didasarkan pada tekanan udara di permukaan laut.

Nyeri sendi dan sakit kepala parah adalah efek beberapa orang mengalami ketika perubahan tekanan udara, terutama ketika sebuah front tekanan rendah bergerak ke daerah. Perubahan ini menyebabkan peningkatan atau penurunan tekanan pada otak atau sendi yang telah terluka, menyebabkan mereka sakit.

D. Spirometrik

Spirometri adalah pemeriksaan yang dilakukan untuk mengukur secara obyektif

kapasitas/fungsi paru (ventilasi) pada pasien dengan indikasi medis. Alat yang digunakan disebut spirometer.

Tujuan :

mengukur volume paru secara statis dan dinamik menilai perubahan atau gangguan pada faal paru

  Prinsip spirometri adalah mengukur kecepatan perubahan volume udara di paru-paru selama pernafasan yang dipaksakan atau disebut forced volume capacity (FVC). Prosedur yang paling umum digunakan adalah subyek menarik nafas secara maksimal dan menghembuskannya secepat dan selengkap mungkin  Nilai FVC dibandingkan terhadap nilai normal dan nilai prediksi berdasarkan usia, tinggi badan dan jenis kelamin.

Sebelum dilakukan spirometri, terhadap pasien dilakukan anamnesa, pengukuran tinggi badan dan berat badan. Pada spirometer terdapat nilai prediksi untuk orang Asia berdasarkan umur dan tinggi badan. Bila nilai prediksi tidak sesuai dengan standar Indonesia, maka dilakukan penyesuaian nilai prediksi menggunakan standar Indonesia. Volume udara yang dihasilkan akan dibuat prosentase pencapaian terhadap angka prediksi.

Spirometri dapat dilakukan dalam bentuk social vital capacity (SVC) atau forced vital capacity (FVC). Pada SCV, pasien diminta bernafas secara normal 3 kali (mouthpiece sudah terpasang di mulut) sebelum menarik nafas dalam-dalam dan dihembuskan secara maksimal. Pada FVC, pasien diminta menarik nafas dalam-dalam sebelum mouth piece dimasukkan ke mulut dan dihembuskan secara maksimal.

KONSEP TERMOFISIKA

A. Termometrik dan Skala Temperatur Ketika mengukur temperatur dengan menggunakan termometer, terdapat beberapa

skala yang digunakan, di antaranya skala Celsius, skala Reamur, skala Fahrenheit, dan skala Kelvin. Keempat skala tersebut memiliki perbedaan dalam pengukuran suhunya. Berikut rentang temperatur yang dimiliki setiap skala :

a. Termometer skala Celsius

Memiliki titik didih air 100°C dan titik bekunya 0°C. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°C – 100°C dan dibagi dalam 100 skala.

b. Temometer skala Reamur

Memiliki titik didih air 80°R dan titik bekunya 0°R. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°R – 80°R dan dibagi dalam 80 skala.

c. Termometer skala Fahrenheit

Memiliki titik didih air 212°F dan titik bekunya 32°F. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 32°F – 212°F dan dibagi dalam 180 skala.

d. Termometer skala Kelvin

Memiliki titik didih air 373,15 K dan titik bekunya 273,15 K. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 273,15 K – 373,15 K dan dibagi dalam 100 skala.

B. Pengaturan Suhu Tubuh

Suhu tubuh penting untuk berlangsungnya proses-proses biologik di dalam sel maupun di dalam jaringan tubuh. Untuk berlangsungnya proses biologik yang baik dibutuhkan suhu tertentu.

Termoregulasi seperti fungsi sistem tubuh lainnya mempunyai sistem umpan balik (feed back) negatif dan positif untuk mengatur fungsi fisiologis tubuh. Suhu tubuh dipertahankan melalui suatu fungsi fisiologis yang melibatkan reseptor-reseptor suhu perifer dan sentral.

Bagian otak yang berpengaruh terhadap pengaturan suhu tubuh adalah hipotalamus anterior dan hipotalamus posterior. Hipotalamus anterior (AH/POA) berperanan meningkatkan hilangnya panas, vasodilatasi dan menimbulkan keringat.Hipotalamus posterior (PH/ POA) berfungsi meningkatkan penyimpanan panas, menurunkan aliran darah, piloerektil, menggigil, meningkatnya produksi panas, meningkatkan sekresi hormon tiroid dan mensekresi epinephrine dan norepinephrine serta meningkatkan basal metabolisme rate.

Fungsi pengaturan suhu tubuh atau termoregulasi tersebut dibedakan menjadi 3 fase, yaitu :

a) Termal Aferen

Informasi mengenai suhu berasal dari sel-sel di seluruh tubuh yang sensitif terhadap perubahan suhu. Reseptor-reseptor suhu ini terletak di kulit dan membrana mukosa. Terdiri dari reseptor panas dan reseptor dingin. Pusat regulasi suhu di serebral terletak di hipotalamus. Impuls suhu yang berjalan melalui traktus spinotalamikus, yang berasal dari kulit, medula spinalis, jaringan sebelah dalam torak dan abdomen serta bagian otak lainnya akan dibawa dan diintegrasikan di hipotalamus, yang kemudian akan mengkoordinasi jalur eferen menuju efektor.

b) Respon Eferen

Respon termoregulasi dari perubahan suhu terdiri dari perubahan tingkah laku. Pada manusia dengan kesadaran penuh, perubahan tingkah laku lebih bermanfaat dalam mempertahankan suhu tubuh. Saat hipotalamus mendeteksi penurunan suhu tubuh, impuls akan berjalan dari hipotalamus menuju korteks serebri untuk memberikan individu tersebut sensasi dingin. Akibatnya terjadi perubahan tingkah laku, misalnya peningkatan aktivitas motorik, seperti berjalan menuju tempat yang lebih hangat atau memakai baju hangat.

Jika terjadi penurunan suhu tubuh inti, maka akan terjadi mekanisme homeostasis yang membantu memproduksi panas melalui mekanisme feed back negatif untuk dapat meningkatkan suhu tubuh ke arah normal. Manusia pada umumnya mulai merasa tidak nyaman ketika suhu kulit sekitar 7ºC atau lebih di bawah suhu inti. Hal ini akan menimbulkan respon tubuh untuk mempertahankan panas tubuh dengan melakukan mekanisme feed back negatif untuk dapat meningkatkan suhu tubuh ke arah normal.

Jika terjadi penurunan suhu tubuh inti, Thermoreseptor di kulit dan hipotalamus mengirimkan impuls syaraf ke area preoptic (kumpulan neuron-neuron di bagian anterior hypothalamus yang merupakan Pusat pengaturan suhu tubuh yang berfungsi sebagai termostat tubuh) dan pusat peningkatan panas di hipotalamus, serta sel neurosekretory hipotalamus yang menghasilkan hormon TRH (Thyrotropin releasing hormon) sebagai tanggapan.hipotalamus menyalurkan impuls syaraf dan mensekresi TRH, yang sebaliknya merangsang Thyrotroph di kelenjar pituitary anterior untuk melepaskan TSH (Thyroid stimulating hormon). Impuls syaraf dihipotalamus dan TSH kemudian mengaktifkan beberapa organ efektor.

Berbagai organ efektor akan berupaya untuk meningkatkan suhu tubuh untuk mencapai nilai normal, diantaranya adalah :

Impuls syaraf dari pusat peningkatan panas merangsang syaraf simpatis yang menyebabkan pembuluh darah kulit akan mengalami vasokonstriksi. Vasokonstriksi menurunkan aliran darah hangat, sehingga perpindahan panas dari organ internal ke kulit. Melambatnya kecepatan hilangnya panas menyebabkan temperatur tubuh internal meningkatkan reaksi metabolic melanjutkan untuk produksi panas.

Impuls syaraf di nervus simpatis menyebabkan Piloereksi . Piloereksi adalah berdirinya rambut karena rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat di folikel rambut berkontraksi. Hal ini tidak terlalu penting pada manusia, tetapi pada hewan berdirinya rambut memungkinkan mereka untuk membentuk lapisan tebal insulator udara.

Impuls syaraf di nervus simpatis menyebabkan medulla adrenal merangsang pelepasan epinephrine dan norepinephrine ke dalam darah. Hormon sebaliknya, menghasilkan peningkatan metabolisme selular, dimana meningkatkan produksi panas.

Pusat peningkatan panas merangsang bagian otak yang meningkatkan tonus otot dan memproduksi panas. Rangsangan hipotalamus terhadap shivering (menggigil) terletak pada bagian dorsomedial hipotalamus posterior. Pada awalnya terjadi peningkatan tonus otot

rangka di seluruh tubuh. Saat tonus meningkat diatas tingkat kritis tertentu, proses menggigil dimulai. Selama proses menggigil, pembentukan panas tubuh dapat meningkat sebesar 4-5 kali dari normal.

Kelenjar tiroid memberikan reaksi terhadap TSH dengan melepaskan lebih hormon tiroid kedalam darah. Peningkatan kadar hormon tiroid secara perlahan-lahan meningkatkan metabolisme rate, dan peningkatan suhu tubuh.

Sistem pengaturan suhu menggunakan 3 mekanisme penting untuk menurunkan panas tubuh, yaitu pengeluaran keringat (sweating), vasodilatasi dan penurunan pembentukan panas oleh tubuh.

Jika suhu tubuh meningkat diatas normal maka putaran mekanisme feed back negatif berlawanan dengan yang telah disebutkan diatas pada mekanisme respon pada dingin. Tingginya suhu darah merangsang termoreseptor yang mengirimkan impuls syaraf ke area preoptic, dimana sebaliknya merangsang pusat penurun panas dan menghambat pusat peningkatan panas. Impuls syaraf dari pusat penurun panas menyebabkan dilatasi pembuluh darah di kulit. Kulit menjadi hangat, dan kelebihan panas hilang ke lingkungan melalui radiasi dan konduksi bersamaan dengan peningkatan volume aliran darah dari inti yang lebih hangat ke kulit yang lebih dingin. Pada waktu yang bersamaan, metabolisme rate berkurang, dan tidak terjadi menggigil. Tingginya suhu darah merangsang kelenjar keringat kulit melalui aktivasi syaraf simpatis hipotalamik. Saat air menguap melalui permukaan kulit, kulit menjadi lebih dingin. Respon ini melawan efek penghasil panas dan membantu mengembalikan suhu tubuh kembali normal.

C. Perpindahan Panas Manusia juga menghasilkan kalor atau panas, sama halnya dengan peralatan mekanis

seperti mesin atau peralatan eletronika. Panas yang dihasilkan adalah berdasarkan jenis aktivitas yang dilakukannya. Jika panas yang dihasilkan berlebih karena proses aktivitas yang terus menerus maka harus segera didinginkan. Bila ini terjadi pada peralatan mekanis maka pendinginan dapat dilakukan dengan cara pemberian fan atau kipas untuk mengeluarkan panas dengan segera jika tidak maka akan rusaklah peralatan mekanik tersebut.

Jika panas yang berlebih terjadi pada tubuh manusia maka hal ini akan mengganggu kenyamanan kita dalam beraktivitas, keseimbangan suhu pada manusia harus dipertahankan atau dikendalikan agar kenyamanan suhu dapat tercapai. Tubuh manusia mempunyai

mekanisme alam untuk mempertahankan keseimbangan suhu tersebut, mekanisme itu adalah Berkeringat atau menggigil.

Bila laju perpindahan panas tubuh terlalu lambat maka tubuh akan memberi peringatan kepada kita melalui keringat yang berlebih sedangkan bila perpindahan panas terlalu cepat maka yang terjadi adalah menggigil.

Keywords :

Kalor ---- aktivitas---- berkeringat----- menggigil.

Panas tidak dapat kita lihat tetapi kita dapat mengetahui keberadaannya. Perpindahan panas ada tiga cara, yaitu :

1. Radiasi(Radiation)Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui zat perantara.Contoh : penas matahari yang memancar ke bumi.

2. Konveksi(Convection)Konveksi adalah perpindahan panas yang diikuti oleh perpindahan zat perantaranya.Contoh : pada saat kita memasak air.

3. Konduksi(Conduction)Konduksi adalah perpindahan panas tanpa diikuti perpindahan zat perantaranya.Contoh : pada saat kita mengaduk teh panas, maka sendok yang kita pegang akan terasa panas juga.

4. Penguapan ( Evaporation)Evaporasi adalah perpindahan panas karena perbedaan lapisan udara (steck effect) yaitu lapisan udara panas akan terdorong naik oleh lapisan udara dingin.

Keywords :

Panas berpindah dari yang bersuhu tinggi ke yang bersuhu rendah.

Gelombang eletromagnetik--- perambatan medan listrik atau medan magnet.

REFERENSI

1. http://industri17ricky.blog.mercubuana.ac.id/2011/06/06/komposisi-udara/

2. repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16641/4/Chapter%20I.pdf

3. http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen

4. http://prodia.co.id/pemeriksaan-penunjang/spirometri

5. books.google.co.id/books?isbn=9799177618

6. http://lukasnetwork.blogspot.com/2010/05/perpindahan-panas.html

7. http://fisikabangunan.hostoi.com/Materi/Heat%20transfer.pdf