Tekanan Pada Infus

DEBIT ALIRAN FLUIDA SEBAGAI FUNGSI DARI JARI-JARI PEMBULUH,TEKANAN FLUIDA, DAN VISKOSITAS FLUIDA

DEBIT ALIRAN FLUIDA SEBAGAI FUNGSI DARIJARI-JARI PEMBULUH,TEKANAN FLUIDA, DAN VISKOSITAS FLUIDA

1. Tujuan

Agar mahasiswa dapat menemukan hubungan antara:

a. jari-jari Debit aliran fluida dengan pembuluh.

b. Debit aliran fluida dengan tekanan fluida.

c. Debit aliran fluida dengan visokitas fluida.

1. Alat dan Bahan

a. Bejana berpancuran

b. Pembuluh karet/plastik dengan beberapa ukuran jari-jari

c. Gelas ukur

d. Stopwatch

e. Air

f. Sirup

2. Dasar Teori

A. Pengertian fluida

Fluida adalah zat yang mengalir termasuk gas dan zat cair. Zat cair meliputi air,darah, asam

H2SO4,dll. Zat gas meliputi udara, oksigen, nitrogen,CO2,dan sebagainya. Selain itu Fluida

adalah zat – zat yang berubah bentuk secara kontinyu atau terus menerus bila terkena tegangan

geser, berapapun kecilnya tegangan geser itu (Ł).

Tegangan Geser (Ł) = F /A

Dimana : F = Gaya geser

A = Luas Permukaan

Fluida terdiri dari 2 macam yaitu :

Zat Cair (Liquid)

Zat cair tidak mudah dimampatkan ( Incompressible)

Zat Gas

Gas mudah dimampatkan (Compressible)

Adapun sifat-sifat dari zat cair yaitu:

1.Molekul-molekul terikat secara longar namun tetap berdekatan.

2.Tekanan yang terjadi oleh karena ada gaya gratifitas bumi yang bekerja terhadapnya.

3.Tekanan terjadi secara tegak lurus pada bidang.

B. Viskositas

Viskositas adalah kekentalan, viskositas sangat mempengaruhi sifat – sifat fluida. Contoh

benda yang di viskos (kental) adalah madu, sirup, aspal cair. Sedangkan fluida yang

viskositasnya kecil adalah air, alcohol, udara. Fluida yang viskositasnya kecil lebih mudah

mengalir bila dibandingkan dengan fluida yang viskositasnya besar.

Viskositas dengan gas meningkat dengan naik temperature, tetapi mudah cairan

sebaliknya viskositas menurun gas, naiknya temperature akan terjadi perpindahan molekul –

molekul yang padat, cair, naiknya temperature akan menutunkan kohesi.

C. Persamaan Bernoulli

Persamaan ini digunakan untuk menghitung beberapa besaran yang diperlukan dalam analisa

aliran fluida,seperti tekanan dan kecepatan aliran. Bernoulli telah berhasil menurunkan rumus

dengan persyaratan-persyaratan atau pendekatan khusus yaitu :

1. Zat cair tanpa adanya geseran dalam (cairan tidak viscous)

2. Zat cair mengalir secara stasioner (tidak berubah) dalam hal kecepatan, arah maupun besarnya

(selalu konstan).

3. Zat cair mengalir secara steady yaitu mengalir melalui lintasan tertentu.

4. Zat cair tidak termampatkan (incompressible) melalui sebuah pembuluh dan mengalir sejumlah

cairan yang sama besarnya (continuitas)

Berdasarkan persyaratan di atas dan berdasarkan hokum kinetik diperoleh rumus :1/2ρ V

2 + P + ρḡh = konstan

ρ = massa jenis zat cair

P = tekanan

V = volume

D. Hukum Poiseulle

Hukum poiseulle menyatakan bahwa cairan mengalir melalui suatu pipa akan berbanding

langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari-jari pipa.

Jika suatu fluida mengalir mulus dalam suatu pembuluh sepanjang ( L) dan jari-jari (r ).

Maka debit alirannya adalah:

D=πr4(P1-P2)/8ηL

D=debit aliran=volume aliran/waktu.

r =jari-jari pembuluh.

(P1-P2)= Selisih tekana fluida.

η= Viskositas(kekentalan) fluida

L= Panjang pembuluh

Satuan viskositas = n s/m2 =Pa.s=pas

Viskositas air = 1 mili pas

Vikositas darah = 1- 3 mili pas

Dari hukum poiseuille terlihat adanya hubungan sebagai berikut :

a. Debit berbanding lurus dengan pangkat empat jari-jari pembuluh.

b. Debit berbanding lurus dengan selisih tekanan fluida

c. Debit berbanding terbalik dengan vikositas fluida

d. Debit berbanding terbalik dengan panjang pembuluh

Dalam konteks medis, hukum ini dapat diterapkan untuk mengkaji hubungan antara debit aliran

darah dengan jari-jari pembuluh darah, tekanan darah dan vikositas darah. Jari-jari pembuluh

dapat di ubah-ubah dengan menganti pembuh dari berbagai ukuran. Selish rekanan fluida

merupakan selisih tekanan hidrostatik fluida pada posisi lubang pancuran dan pada posisi

permukaan fluida bejana berpancuran. Jika selisih tinggi fluida pada kedua posisi itu adalah h,

maka selisih tekanan hidrostatis, P = ρgh dimana ρ adalah masa jenis fluida, g adalah percepatan

gravitasi dah h adalah tinggi fluida.

Viskositas fluida dapat di ubah-ubah dengan menggati kosentrasi larutan fluida.untuk itu dalam

percobaan ini, air akan ditambahkan sirup dengan berbagai kosentrasi.

3. Prosedur Percobaan

h

a. Percobaan Pertama

1. Bejana berpancuran diisi dengan cairan sirup sebanyak 300 ml.Kran pancuran dalam keadaan

masih tertutup.Ukuran tinggi sirup dalam bejana 3 cm.

2. Pembuluh besar dengan panjang 99,3 cm dan jari-jari 0,4 cm, dihubungkan ke pancuran. Gelas

ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung sirup yang keluar dari pembuluh.

3. Tutup pancuran dibuka, bersamaan dengan stopwatch diaktifkan.

4. Sirup dikeluarkan dari bejana melalui pembuluh sebanyak 40 ml dalam waktu 30

detik,stopwatch dimatikan.

5. Volume sirup yang tertampung dalam gelas ukur sebanyak ......

b. Percobaan Kedua

1. Bejana berpancuran diisi dengan cairan sirup sebanyak 300 ml. Kran pancuran dalam keadaan

masih tertutup. Ukuran tinggi sirup dalam bejana 3 cm.

2. Pembuluh sedang dengan panjang 107,7 cm dan jari-jari 0,3 cm, dihubungkan ke pancuran.

Gelas ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung sirup yang keluar.


4. Sirup dikeluarkan dari bejana melalui pembuluh sebanyak 20 ml dalam waktu 14



c. Percobaan Ketiga

1. Bejana berpancuran diisi dengan cairan sirup sebanyak 300 ml dan dicampur dengan air 20 ml.

Diaduk sampai merata.Kran pancuran masih tertutup.Ukuran tinggi cairan dalam bejana 3 cm.


ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung cairan yang keluar dari pembuluh.


4. Cairan dikeluarkan dari bejana melalui pembuluh sebanyak 40 ml dalam waktu 25



d. Percobaan Keempat

1. Bejana berpancuran diisi dengan cairan sirup sebanyak 300 ml dan dicampur dengan air 40 ml.

Diaduk sampai merata.Kran pancuran masih tertutup.Ukuran tinggi cairan dalam bejana 3 cm.


ukur dipasang pada ujung pembuluh untuk menampung cairan yang keluar dari pembuluh.


4. Cairan dikeluarkan dari bejana melalui pembuluh sebanyak 40 ml dalam waktu 8



4. Hasil Pengamatan

a. Percobaan pertama Menggunakan Sirup

Panjang

selang

(cm)

Jari-jari

selang

(cm3)

Volume sirup

dalam bejana

(cm3)

Cairan yang

dikeluarkan

Waktu

(s)

Debit

(m/s)

99,5 cm 0,4 cm 300 ml 40 ml 30 S 1,3 ml/s

b. Percobaan Kedua Menggunakan Sirup

Panjang

pembuluh

(cm)

Jari-jari

pembuluh

(cm)

Volume sirup

dalam bejana

(ml)

Cairan yang

dikeluarkan

Waktu

(s)

Debit

(ml/s)

107,7cm 0,3 cm 300 ml 20 ml 30 S 0,6 ml/s

c. Percobaan Ketiga Menggunakan Sirup + Air

Panjang

pembuluh

(cm)

Jari – Jari

pembuluh

( cm)

Volume Cairan

yang

dikeluarkan

Waktu (s)Debit

( ml/s)Sirup (ml)

Air (ml)

99,3cm 0,4cm 300 (ml) 20(ml) 40ml 25 S 1,6 ml/s

d. Percobaan Keempat Menggunakan Sirup + Air

Panjang

pembuluh

(cm)

Jari – Jari

pembuluh

( cm)

Volume Cairan

yang

dikeluarkan

Waktu (s)Debit (

m/s)Sirup Air

99,3cm 0,4cm 300 (ml) 40 (ml) 40ml 8 S 5 ml/s

5. Pembahasan

Debit aliran fluida didalam pembuluh dipengaruhi oleh panjang pembuluh, jari-jari pembuluh,

tekanan fluida, dan vikosistas (kekentalan zat cair) fluida. Dari hasil percobaan yang dilakukan

kelompok kami, Untuk membuktikan teori tersebut kelompok kami melakukan 4 (empat) kali

percobaan dengan panjang pembuluh, jari-jari pembuluh, dan viskositas fluida yang berbeda-

beda,yaitu sebagai berikut:

A. Percobaan pertama dan kedua

Untuk percobaan pertama dan kedua kami menggunakan cairan sirup dan pembuluh karet

dengan ukuran panjang dan jari-jari yang berbeda. Pada percobaan yang pertama dengan

panjang pembuluh 99,5 cm dan jari-jari pembuluh 0,4 cm , sedangkan percobaan kedua

panjang pembuluh 107,7 cm dan jari-jari 0,3 cm

Melalui perbandingan antara percobaan pertama dan kedua dapat dinyatakan bahwa pada

percobaan pertama dengan besarnya jari-jari dan pendeknya pembuluh yang digunakan maka

peroses debit yang mengalir akan berlangsung cepat. Sedangkan pada percobaan yang kedua

kecilnya jari -jari dan panjangnya pembuluh yang digunakan maka peroses debit yang mengalir

akan berlangsung lama.

B. Percobaan ketiga dan keempat

Untuk percobaan kedua dan ketiga,kami menggunakan cairan sirup yang di tambahkan air

dengan jumlah yang berbeda, dengan panjang dan jari-jari pembuluh tetap. Pada percobaan

pertama yang kami menambahkan 20 ml air sedangkan percobaan yang kedua kami

menambahkan 40 ml air. Melalui perbandingan antara percobaan ketiga dan keempat dapat di

nyatakan bahwa viskositas (kekentalan) mempengaruhi debit aliran fluida dalam pembuluh.

Semakin kental zat cair yang melewati pembuluh,semakin besar gesekannya terhadap dinding

pembuluh dan sebagai kosenkuensinya diperoleh tahanan yang semakin besar, sehingga dapat

mengetahui kosentrasi zat cair tersebut.

6. Pertayaan/ tugas

1. Apa yang dapat terjadi jika seseorang yang mengalami gejala penyempitan pembuluh darah?

Jawaban:

Hal ini terjadi bila pembuluh darah mengeras(r mengecil). Ini disebabkan karena

kolesterol, kalsium, lemak yang mengendaap dalam pembuluh darah. Akibatnya mempengaruhi

debit aliran darah sehingga aliran dalam darah menurun, tekanan darah meningkat. Dalam kata

lain, jika r makin kecil maka untuk meningkatkan debit, tubuh akan memperbesar (P1 – P2).Ini

berarti meningkatkan kerja jantung, dengan akibat pembengkakan jantung pada penderita

hipertensi.

2. Bagaimana menentukan tekanan fluida pada dasar bejana berpancuran?

Jawaban:

Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami oleh sebuah benda jika benda tersebut

berada pada kedalama h dari permukaan air di dalam fluida. Besarnya tekanan hidrostatik itu

bertambah besar menurut kedalamannya. Makin dalam kedalaman benda pada suatu fluida, maka

benda tersebut mengalami tekanan hidrostatik yang makin besar juga. Tekanan hidrostatik ini

menekan benda dari segala arah. Pada dasarnya tekanan hidrostatik adalah tidak lain dari tekanan

akibat gaya berat sejumlah air yang berada diatas.

Dengan menggunakan rumus P = ρ g h

3. Bagaimana menentukan kosentrasi sirup dalam air?

Jawaban:

x 100

4. Bagaimana hubungan antara konsentrasi sirup dalam viskositas?

Jawaban:

Dengan semakin kentalnya yang melewati pembuluh, semakin besar gesekan terhadap

dinding pembuluh dan sebagai konsekuensinya, diperoleh tahanan semakin besar. Kekentalan ini

penting untuk mengetahui konsentrasi sel darah merah. Pada darah normal, kekentalan sebasar

3,5 kali air. Apabila konsentrasi darah satu setengah dari darah normal, kekentalan menjadi dua

kali air dan apabila konsentrasi darah meningkat mencapai 70 kali di atas normal maka

kekentalan darah mencapai 20 kali air. Dengan alasan demikian, aliran darah pada penderita

anemia adalah cepat oleh karena konsentrasi sel darah merah sangat rendah. Sebaliknya pada

penderita Polycythemia (kadar sel darah merah meningkat) aliran darah sangat lamban.

5. Menurut hasil percobaan anda, bagaimana hubungan anda :

D dengan r

Jari-jari pembuluh merupakan faktor yang paling besar pengaruhnya terhadap debit. Kalau jari-

jari pembuluh menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16 debit semula. Maksudnya aliran debit

makin cepat pada pembuluh dengan jari-jari yang besar dan aliran tengah semakin tidak

dipengaruhi oleh zat cair yang berada ditepi dekat dinding pembuluh. Hal ini berlaku terbalik

dengan jari-jari pembuluh yang kecil.

D dengan P

Apabila tekanan zat cair/darah pada salah satu ujung pembuluh lebih tinggi dari ujung

lainnya,maka zat cair/darah akan mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih

rendah. Dengan demikian aliran zat cair/darah berbanding langsung terhadap perbedaan tekanan.

D dengan ή

Vikositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida atau juga bisa dikatakan vikositas adalah

besaran yang menunjukan berapa besar diperlukan suatu gaya (tegangan geser) untuk

menghasilkan pergeseran. Makin kental suatu fluida yang melewati pembuluh maka semakin

besar gesekan terhadap dinding pembuluh, sehingga tahanan yang dihasikannya semakin besar.

6. Berdasarkan data yang anda peroleh, gambarkan grafik :

D = f(r)

D=f(P)

D=f(n)

1. Berdasrkan data yang anda peroleh, gambarkan grafik:

D=f(r)

d

18

16

14 Volume 40

12 Volume 60

10 selang besar

8 selang sedang

6

4

2

0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 r

D= f(p)

d

14

12

10

8 volume 40

6 volume 60

4

2

0

1 2 3 4 5 h

D=f(η)

d

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 konsentrasi

Volume 60

Volume 80

7. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan, kami dapat menarik kesimpulan bahwa :

Hukum kontinuitas memperlihatkan bahwa makin kecil luas penampang makin besar kecepatan

aliran. Pada aliran darah, makin kecil penampang pembuluh darah, makin besar kecepatan aliran,

yang berarti makin besar pula tekanan yang dilakukan terhadap pembuluh darah. Jari-jari

pembuluh merupakan faktor yang paling besar pengaruhnya terhadap debit. Kalau jari-jari

pembuluh menjadi ½ r, maka debitnya menjadi 1/16 debit semula. Makin besar diameter

penampang pembuluh, maka aliran akan mendapatkan tahanan semakin kecil, sehingga debit air

semakin besar. Apabila tekanan zat cair/darah pada salah satu ujung pembuluh lebih tinggi dari

ujung lainnya, maka zat cair/darah akan mengalir dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang

rendah. Dengan demikian aliran zat cair/darah berbanding langsung terhadap perbedaan tekanan.

Semakin kental suatu zat, maka semakin besar gesekan terhadap dinding pembuluh, akibatnya

tahanan semakin besar. Maka semakin kental suatu zat, debit makin kecil

Tekanan Pada Infus

Documents

Transcript of Tekanan Pada Infus