Download
1 / 17
E N D
thermodinamika • Thermal: berkenaan dengan panas, dan dinamika: berkenaan dengan pergerakan • Definisi: ilmu mengenai fenomena tentang energi yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan. • Terkait suhu, tuntutan logika, sifat-sifat gas, larutan zat padat dan reaksi kimia TEMPERATUR • Thermometer: alat untuk mengatur suhu • Sifat termometrik: perubahan sifat fisis zat jika dipanaskan • Diantaranya volum zat cair, panjang logam, hambatan listrik seutas logam, tekanan gas pada volume tetap, volume sejumlah gas pada volume tetap, volume sejumlah gas pada tekanan tetap dan warna sebuah kawat pijar (filamen) lampu.
Isi thermometer: Air raksa (-39 s/d 357C) dan alkohol (-115 s/d 78C), tidak membasahi dinding kaca, dan konduktor panas yang baik (raksa). • Suhu dan Energi Termal • Energi internal terkait keadaan panas dan dingin benda: energi termal; kesetimbangan termal (suhu kedua benda sama) c/ thermometer 2. Pengukuran suhu • Permukaan-> air raksa atau alkohol dalam tabung memuai-> pemuaian zat cair lebih besar drpd tabung kaca-> ketinggian zat cair akan naik dalam tabung • Kelebihan air raksa: • Mudah dilihat (mengkilap) • Pemuaian teratur • Tidak membasahi dinding • Peka trhdp perubahan suhu (kalor jenisnya kecil) • Jangkauan pengukuran luas (titik beku -39C s/d 357C)
Sistem skala suhu, perlu 2 titik acuan: • Titik tetap bawah (suhu es yang melebur, kesetimbangan 1 atm) • Titik tetap atas (suhu air yang mendidih, kesetimbangan 1 atm) • Hubungan antara skala suhu Celcius, Reamur, Fahrenheit • Titik tetap bawah : 0 C, 0 R, 32 F • Titik tetap atas : 100 C, 80 R, 212 F • 100 skala C-80 skala R-180 skala F • Perbandingan skala C:R:F= 5:4:9 c/ T F= (9/4T - 32) C T R= (9/4 T + 32) F
Hukum Thermodinamika • Hukum ke nol Thermodinamika: apabila ada dua sistem A dan B dalam keadaan setimbang thermal maka sistem ketiga C juga dalam keadaan setimbang thermal. • Hukum Pertama Thermodinamika: Proses penambahan panas dan kerja yang dilakukan, perubahan energi pada suatu zat tidak tergantung kepada lintasan. • Hukum Kedua Thermodinamika: Mesin yang bekerja diantara reservoir dengan suhu T2 (T1>T2) efisiensinya sama bagaimanapun sifat zat kerjanya. (Carnot) • Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus, menerima kalor dari satu reservoir dan merubah kalor ini seluruhnya menjadi suatu usaha (Kelvin) • Hukum Ketiga Thermodinamika: pada temperatur absolut nol perubahan zat homogen yang isotropic sama dengan konstan; pada temperatur nol mutlak maka koefisien dari seluruh substansi cenderung kepada nol. (Nerst 1906)
Pengaturan suhu tubuh • Adanya interaksi pembentukan panas dan kehilangan panas dalam tubuh (diatur oleh Susunan syaraf pusat, sirkulasi, perspirasi, dan kerja otot2 skeletal) • Krause and bulb dan Meismer Corpuscle (di kulit) mengatur temperatur panas dan dingin melalui syaraf motorik somatic, syaraf viscera motoris via hipofise anterior, dan kelenjar endokrin (pembesaran atau pengecilan pembuluh darah) . • Hipotalamus posterior mengatur suhu dingin yang kritis. • Temperatur aksila, sub lingual, dan rectal (0.3 sd 0.5 C lebih tinggi dari aksila) • Kalor jenis: nilai yang menyatakan jumlah atau banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1C tiap satu satuan massa. (J/kgC) • Q = mC deltaT
Prinsip perpindahan panas • Panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah, prinsip: • Konduksi: perpindahan panas oleh tumbukan antar molekul yang bertetangga • Konveksi: aliran panas melalui fluida dari tempat bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah dengan gerakan atau aliran partikel fluida sendiri. c/ darah berfgsi sbg fluida konvektif utk mentransfer kalor di bawah kulit. • Radiasi: proses perpindahan panas oleh gelombang elektromagnetik. c/ Termogram (mendeteksi kanker, diagnose penyakit pembuluh darah) • Evaporasi : peralihan panas dari cairan menjadi uap. Dapat terjadi apabila: • Perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dengan udara ambien (lingkungan) • Temperatur lingkungan rendah dari normal shg evaporasi dari keringat terjadi shg menghilangkan panas di tubuh. • Adanya gerakan angin • Adanya kelembaman
THERMODINAMIKA • Termodinamika (bahasa Yunani: thermos yang berarti panas dan dynamic yaitu 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 energy. 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. Penerapan Energi Panas dalam Kesehatan
Energi panas dalam praktek klinik Metode konduksi: 1. Metode Konduksi • Apabila ada perbedaan temperatur antara kedua benda maka panas akan ditransfer secara konduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Pemindahan energi panas total tergantung pada luas daerah kontak, perbedaan temperatur, lama melakukan kontak, material konduksi panas. Contoh: • Kantong air panas/botol berisi air panas, efisien untuk pengobatan nyeri abdomen (perut) • Handuk panas, efektif untuk spasme otot, fase akut poliomyelitis. • Turkish batsh (mandi uap), sebagai penyegar atau relaksan otot. • Mud packs (lumpur panas), mengonduksi panas ke dalam jaringan, mencegah kehilangan panas. • Wax bath (parafin bath), efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah terutama orang tua. Cara Wax Bath yaitu wax diletakkan di dalam bak dan dipanaskan sampai temperature 1150- 1200F . Kaki direndam selama 30 menit-1 jam. • Metode konduksi bermanfaat untuk pengobatan terhadap penyakit neuritis, Sprains, Strain, Contusio, Sinusitis, Low Back Pain.
Metode Radiasi • Untuk pemanasan permukaan tubuh serupa dengan pemanasan dengan sinar matahari atau nyala api. Sumber radiasiantara lain, • Electric fire • Old type fire ; Memiliki daya 750 W, range radiasi antara merah - mendekati infra red, panjang gelombang < 15.0000 A0, untuk home treatment. • Pensil Bar tipe ; Menggunakan reflector rectangular dan shape like acoustic type. • Infra Merah • Memakai lampu pijar berkisar antara 250 – 2000 W, diberi filter merah. • Gelombang infra red yang dipakai antara 800 – 40.000 nm. • Penetrasi energi / gelombang pada kulit ± 3 mm dan meningkat di permukaan kulit. • Lebih efektif bila dibandingkan dengan metode konduksi panas, karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.
3. Metode Elektromagnetis • Ada dua jenis : • Short wave diathermy (diatermi gelombang pendek) • Digunakan pada kram otot (muscle sprain), nyeri pada intervertebrale disk, penyakit degeneratif pada persendianm radang bursa (bursitis). Dua macam metode elektromagnetis: • Teknik Kondensor (Conductor technique); Bagian tubuh sebelah menyebelah diletakkan dua metal plate like electrode. Pada permukaan electrode diberikan larutan elektrolit. Dengan adanya aliran AC (bolak-balik), molekul tubuh menjadi agitasi karena kenaikan temperature. • Diatermi Metode Induksi (Inductothermy); Bagian tubuh yang akan dipanasi, dililitkan dengan kabel, lalu dialiri listrik. Jaringan tubuh tidak berada dalam sirkuit, tetapi terletak dalam median magnet dari suatu koil. Frekuensi yang dipakai 1 MHz. • Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro) • Digunakan untuk patah tulang (Fraktur), Sprains dan Strains, Bursitis, Radang tendon, Artritis. Menggunakan magnetron untuk menghasilkan gelombang radio dengan osilasi pada frekuensi 900 MHz. Besar energinya terletak antara short wave diathermy dan infra merah.
4. Gelombang ultrasonic • Diperoleh dari gelombang bunyi (Audible Sound) dengan frekuensi hampir 1 MHz. Jaringan yang akan diobati ditempeli permukaannya oleh piezo electric transduser dengan intensitas 5 W/cm2. Lebih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih banyak menyerap panas. Bisa digunakan untuk terapi (pengobatan) dan diagnostik. 5. Penerapan Energi Dingin dalam Pengobatan • Penyimpanan darah (Bank Darah). Agar darah bertahan lama dilakukan dengan dua teknik : • Thin Walled container / wadah berdinding tipis ; Wadah dibuat dari metal tipis, terdiri dari dua dinding. Volume darah berada di antara dua dinding. Juga dimasukkan Liquid Nitrogen, terbentuk darah Frozen, disimpan pada Nitrogen cair (-1960C). • Blood Sand Method ; Darah disemprot pada permukaan cairan Nitrogen, terbentuk butir-butir, lalu dikumpulkan dan disimpan di wadah khusus.
Penyimpanan Sperma (Bank Sperma) • Penyimpanan Bone Marrow (Sumsum tulang) • Penyimpanan jaringan tubuh lainnya. • Penyimpanan obat-obat an • Pengobatan edema akibat trauma akut dan sakit kepala memakai ice bag/kantong es. • Pengobatan nyeri dan bengkak lokal ; dipakai kompres dingin • Operasi Jaringan Kanker memakai cairan nitrogen untuk merusak jaringan kanker yang luas. Untuk beberapa jenis sel, dibantu dengan gliserol atau methil sulfonat sebagai proteksi agent.
Thermografi • Termografi adalah metode diagnosa yang didasarkan pada perbedaan temperatur antar jaringan dari tubuh manusia. Distribusi temperatur yang bervariasi ini bisa disebabkan karena faktor fisik eksternal dan juga faktor internal seperti metabolisme dan aktivitas jaringan yang dekat dengan kulit. Menurut Max Planck (1901), basis mengenai besarnya radiasi pada tubuh manusia saat temperatur 300 K (27 oC) akan memberika spektrum radiasi gelombang Infra Red berkisar antara 0,8 mikrometer hingga 1 milimeter. • Penggunaan thermografi untuk diagnostic fenomena keabnormalan operasi atau kinerja suatu sistem dapat diketahui melalui parameter temperatur kerja yang terjadi. Kamera thermografi inframerah merupakan sebuah alat pencitraan distribusi radiasi panas permukaan dalam dalam bentuk gambar termal dan hasil temperatur terukur. Alat ini merupakan sebuah alat uji tak merusak yang mendeteksi pancaran radiasi obyek langsung melalui medium udara.
Kulit merupakan radiator infra merah yang efisien. Suhu di permukaan kulit dipengaruhi proses yang menimbulkan panas di jaringan bawah kulit seperti peradangan, gangguan sirkulasi darah, tumor aktif. Permukaan kulit yang telah mencapai keseimbangan panas memberi warna pada suhu tertentu. Pada kulit normal akan berwarna hijau, bila suhu tidak ada akan terjadi perubahan warna film sellulosa dari coklat menjadi kemerah-merah. • Berdasarkan setiap benda yang memancarkan radiasi ( W = e T ) maka pada tahun 1950 telah ada usaha untuk membuat termogram dari infrared radiasi permukaan tubuh manusia. Dan tehnik ini banyak dipergunakan dalam bidang klinik. Hal-hal yang dapat didiagnosis dengan mempergunakan tehnik termografi antara lain: • Carcinoma mammae • Vascular disease (penyakit pembuluh darah) • Untuk follow up pada penderita post operatif oleh karena diabetes. • Untuk Cereberal Vascular Disease • Arthritis akut. • Patello (femoral pain (nyeri pada persendian lutut) • Primary erythemalgia.
