BIOFISIKA “BIOKALOR”
Oleh :
KELOMPOK IV KELAS 1C
4.1 ) Ni Made Dwi Pradnyani
(1313041046)
4.2) Hasby Wahid Haris
(1313041040)
4.3) Ni Made Dwi Wahyundari
(1313041041)
4.4) Nita Nurisa
(1313041043)
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2013
KATA PENGANTAR
Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang yang telah membantu dalam peyelesaian tugas ini. Tugas Biofisik ini memuat tentang panas/kalor dan penerapannya dalam cabang ilmu biologi, seperti panas tubuh manusia, pengaruh anomaly air terhadap kehidupan di bawah es, proses difusi dan proses penghantaran panas. Penulis menyadari tugas ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi maupun
penulisannya.
Tapi
kami
tetap
berharap
para
pembaca
dapat
memperoleh manfaat dari tugas ini.
Singaraja, Desember 2013 Penulis
BIOKALOR “ANOMALI AIR, PENYEBAB TERJADINYA KEHIDUPAN DI BAWAH ES”
Oleh : Nama
:Ni Made Dwi Pradnyani
NIM
:1313041046
Kelas
:C
No
: 13
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2013
KATA PENGANTAR
Om Swastyastu Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Mah Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah rahmat -Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang yang telah membantu dalam peyelesaian tugas ini. Tugas Biofisik ini berjudul Anomali Air Penyebab Penyebab Terjadinya Kehidupan Kehidupan di Bawah Es. Penulis menyadari tugas ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi maupun penulisannya. Tapi kami tetap berharap para pembaca dapat memperoleh manfaat dari tugas ini. Om Santih Santih Santih Om
Singaraja, Desember 2013 Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Walaupun air hanya terdiri dari dua macam atom (H dan O) dan dengan rumus molekul sederhana H 2O, air merupakan unsur penting bagi kelangsungan makhluk hidup di bumi. Sepertiga dari bumi adalah berupa lautan, begitu pula dalam tubuh manusia, 70% tubuh manusia tersusun atas cairan. Begitu pula pada hewan dan tumbuhan, air memegang peranan penting bagi keberlangsungan hidup mereka. Di dunia ini tidak akan ada kehidupan tanpa air. Pentingnya air sudah sangat jelas, terutama bagi makhluk air, seperti makhluk pada ekosistem ekosistem laut, danau atau sungai. Tapi jika laut, danau, atau sungai membeku pada musim dingin, bagaimana ekosistem ini dapat bertahan? Dalam ilmu fisika kita kerap mendengar bahwa cairan yang bermassa jenis lebih kecil akan berada di atas yang bermassa jenis lebih besar. Ini juga berhubungan dengan pernyataan bahwa semakin dingin suatu benda, biasanya bias anya massa jenisnya juga akan membesar. Namun tidak demikian dengan air, air pada suhu mulai dari 40C hingga 0 0C mempunyai sifat yang menyimpang dari sifat zat pada umumnya. Sifat inilah yang disebut anomali air.
1.2 RUMUSAN MASSALAH 1.2.1
Apa itu anomali air?
1.2.2
Apa manfaat dan kerugian anomali air bagi kehidupan?
1.2.3
Apa itu kehidupan di bawah es?
1.3 TUJUAN PENULISAN 1.3.1
Untuk mengetahui apa itu anomali air.
1.3.2
Untuk mengetahui manfaaat dan kerugian anomali air bagi kehidupan.
1.3.3
Untuk mengetahui apa itu kehidupan di bawah es.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 ANOMALI AIR ` Manusia telah menemukan suatu kejanggalan kejanggalan kelakuan air, yang sering disebut dengan anomali air. Semestinya benda akan mengembang bila dipanaskan dan menyusut volumenya bila didinginkan. Demikian pula dengan air. Volume air akan menyusut apabila didinginkan. Akan tetapi hal ini hanya berlangsung sampai suhu 4 ⁰ C. Di bawah suhu 4 ⁰ C volume air justru bertambah besar. Inilah yang disebut sifat anomali dari air. Misalnya dalam suatu kasus , air dimasukkan ke dalam dalam kulkas. Mulamula suhu air 30 oC. Saat di dalam kulkas, air mulai menjadi dingin (suhu air menurun). Pada saat suhu air menurun, volume air juga berkurang (air mengalami penyusutan). Ketika mencapai suhu 4 oC, air akan memuai (volumenya bertambah). Volume air juga semakin bertambah ketika ia membeku menjadi es. Massa benda selalu tetap, sedangkan volumenya bisa berubah-ubah, tergantung dari suhu. Massa jenis suatu benda akan bertambah ketika benda tersebut menyusut (volume benda berkurang). Sebaliknya, massa jenis benda akan berkurang ketika benda memuai (volume benda bertambah). Ini persamaannya :
Keterangan :
ρ = Massa jenis (kg/m3) atau (g/cm3)
m = massa (kg atau gram)
v = volume (m atau cm )
3
3
Massa air yang masih cair adalah sama dengan air yang telah membeku. Perubahan bentuk dari cair ke padat (beku) tidak akan mengubah massa zat tersebut, akan tetapi volume air yang telah membeku mengalami perubahan
yakni membesar. Karena volume es lebih besar maka massa jenisnya menjadi lebih kecil daripada air, inilah menyebabkan es mengapung di air. Air hanya bisa menyusut (volume air berkurang) sampai suhu 4oC. Saat air melewati suhu itu (di bawah suhu 4oC) air akan mengembang (volumenya bertambah), hal ini dapat dilihat pada pada grafik di bawah ini. Karena itu air memiliki massa jenis yang paling tinggi pada saat mencapai suhu 4oC.
Grafik anomali air
2.2 MANFAAT DAN KERUGIAN ANOMALI AIR BAGI KEHIDUPAN Mengapungnya es di atas air menjadi kunci berlangsungnya kehidupan di musim dingin. Bila diperhatikan danau dan lautan di musim dingin atau di daerah dekat kutub yang telah berubah menjadi es, bagian yang membeku hanya
di permukaan permukaan saja, sedangkan air di bagian bawah danau tetap
bebentuk cair. Sifat anomali air ini berguna untuk menjaga ekosistem yang ada di dalam laut tersebut. Karena meski air sudah beku di permukaan, ternyata air yang ada di dasar/bawah tidak ti dak ikut membeku sehingga makhluk hidup di dalamnya bisa bertahan di kala musim dingin datang. Manfaat lain dari anomali air pada kehidupan adalah air yang membeku dalam bebatuan, karena volumenya membesar maka mampu memecahkan bebatuan, dengan begitu mineral dalam batuan bisa keluar dan memberikan manfaat bagi kehidupan (tumbuhan dan lain-lain). Jadi kemampuan air untuk masuk pada celah-celah bebatuan. Pada suhu 4 oC, ukuran air (volume) paling
kecil, kemudian akan membesar sampai ke titik beku. Kemampuan air ini, memungkinkan proses penghancuran batuan terjadi secara alamiah dan terbentuklah tanah untuk kehidupan. Sifat “anomali air” juga mempengaruhi cuaca, keseimbangan iklim sehingga cuaca di muka bumi tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin. Disisi lain anomali air juga memiliki dampak negatif bagi kehidupan. kehidupan. Walaupun tidak berdampak signifikan pada kehidupan manusia, namun dampak negatif ini cukup merugikan bagi manusia. Diantaranya jika memasukkan botol minuman (contohnya bir) ke dalam freezer dalam freezer , maka botol itu akan pecah. Pada musim dingin, anomaly air juga dapat menyebabkan menyebabkan pipa bawah tanah pecah. Ini karena volume air akan mengembang saat suhu air berada di bawah suhu 40C.
2.3 KEHIDUPAN DI BAWAH ES Perilaku menyimpang air ini sangat penting untuk bertahannya kehidupan dalam air selama musim dingin. Ketika tempratur di danau atau sungai diatas 4oC dan mulai mendingin karena kontak dengan udara dingin, air permukaan terbenam karena massa jenisnya yang lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat dari bawah. Campuran ini berlanjut sampai tempratur mencapai 4oC. Sementara permukaan air menjadi lebih dingin lagi dari 4 oC, air tersebut tetap di permukaan karena massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air dibawahnya.
Air
kemudian
membeku pertama kali dipermukaan, dan es tetap di permukaan karena es mempunyai massa jenis lebih kecil dari massa jenis air. Air di dasar tetap pada suhu 4 oC sampai hampir seluruh air membeku. Karena perilaku yang tidak biasa
dari air di bawah 4 oC, jarang terjadi air membeku seluruhnya, dan hal ini dibantu oleh lapisan es di permukaan yang berfungsi sebagai isolator untuk memperkecil aliran panas ke luar dari es ke udara dingin di di atasnya. Keanehan sifat air ini jelas-jelas menunjukkan suatu keteraturan alam yang tidak mungkin terjadi dengan sendirinya. Bisa dibayangkan bila air tidak memiliki sifat anomali sehingga volumenya terus menyusut bila didinginkan. Maka es akan tenggelam ke dalam air. Tidak ada yang melindungi air danau dari udara yang amat dingin (kurang dari 0 ⁰C) dan akhirnya seluruh air danau akan membeku. Demikian pula air laut akan membeku seluruhnya. Hal ini membahayakan bagi biota air karena arus dingin ada di atas permukaan air, sehingga mereka akan terperangkap ke dalam tumpukan es. Maka musnahlah ekosistem kehidupan air. Para peneliti telah menemukan bahwa ada ikan yang hidup di kutub utara, dan tidak sedikit ikan-ikan tersebut adalah endemik dari kutub utara diantaranya Chimaera Hidung Panjang, Narwhal ( Monodon ( Monodon monoceros), monoceros), serta hiu Greenland. Selain karena memiliki protein anti beku dalam darahnya, kemampuan ikan-ikan ini untuk bertahan hidup di Samudra Artik juga karena adanya anomali air, karena air membeku dari atas ke bawah.
Jika air
membeku dari bawah ke atas maka tidak akan ada kehidupan di kutub utara. Beruang kutub, camar, dan rubah kutub akan kehilangan makanannya yaitu anjing laut dan paus beluga. Karena untuk hidup anjing laut dan paus membutuhkan air laut yang tidak membeku.
Chimaera Hidung Panjang
Hiu Greenland
Beruang Kutub
Narwhal
Paus Beluga
Rubah Kutub
BAB III PENUTUP
3.1. SIMPULAN 3.1.2 Manusia telah menemukan suatu kejanggalan kelakuan air, yang sering disebut dengan anomali air. Semestinya benda akan mengembang bila dipanaskan dan menyusut volumenya bila didinginkan. Demikian pula dengan air. Volume air akan menyusut apabila didinginkan. Akan tetapi hal ini hanya berlangsung sampai suhu 4 ⁰ C. Melewati suhu 4 ⁰ C ( di bawah suhu tersebut ketika didinginkan ) volume air justru bertambah besar. 3.1.2 Adapun manfaaat dari anomali air adalah melindungi ekosistem makhluk hidup di danau atau laut yang membeku, air yang membeku dalam bebatuan akan
mampu memecahkan bebatuan, karena
volumenya membesar dengan begitu mineral dalam batuan bisa keluar dan memberikan manfaat bagi kehidupan (tumbuhan dan lain-lain), mempengaruhi cuaca yaitu keseimbangan iklim sehingga cuaca di muka bumi tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin. 3.1.3 Adanya anomali air memberikan banyak keuntungan, terutama bagi ekosistem air yang ada di daerah dingin. Dengan adanya anomali air semua makhluk yang ada di daerah dengan suhu dingin seperti di daerah kutub dapat bertahan hidup dan tidak mati membeku. Anomali air memungkinkan terjadinya kehidupan di bawah es.
3.2 SARAN Dengan mengetahui dan memahami tentang anomali air ini, semoga dapat menumbuhkan rasa syukur pada diri setiap pembaca. Karena Tuhan telah menciptakan sesuatu yang sungguh luar biasa. Sulit dibayangkan sesandainya air tidak memiliki sifat aneh ini, pasti banyak makhluk hidup yang akan punah, terlebih makhluk yang hidup di air.
PANAS PADA TUBUH
Oleh: Hasby Wahid Harris
1313041040
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberi rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah ini dalam rangka tugas mata kuliah Biofisik tahun 2013. Karya tulis yang berjudul “ Panas Pada Tubuh “ . Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada bapak dosen pembimbing Drs. Nyoman Subratha, M.Pd. yang telah memberi masukkan dan bimbingan dalam menyelesaikan makalah ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan – rekan kelas 1C yang telah memberikan semangat hingga penulis bisa menyelesaikan makalah ini. Untuk selanjutnya penulis mengharapkan semoga makalah ini dapat menambah wawasan bagi diri sendiri dan juga mahasiswa Universitas Pendidikan Ganesha, khususnya mahasiswa jurusan Pendidikan Biologi. Biologi. Makalah ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang membangun, penulis tunggu demi kemajuan penulis dimasa mendatang. Semoga makalah ini bermanfaat.
Singaraja, Desember 2013
Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di dalam Anonim (2007) dikemukakan bahwa biofisika adalah st udi tentang fenomena biologis dengan menggunakan metode – metode metode dan konsep – konsep konsep fisika, sedangkan di dalam Anonim (2005) dikemukakan bahwa biofisika adalah studi interdisipliner tentang fenomena dan masalah – masalah biologis dengan menggunakan prinsip – prinsip dan teknik – teknik fisika. Biofisika bergantung pada teknik-teknik yang berasal dari ilmu fisika tetapi difokuskan pada masalah – masalah – masalah biologis. Mengacu pada definisi yang telah dikemukakan mengenai biofisika, maka dalam konteks seorang pekerja yang melakukan aktivitas di alam ala m terbuka, maka biofisika dapat dipandang sebagai studi tentang fenomena biologis pada seorang pekerja yang berinteraksi dengan lingkungan fisik setempat ketika sedang melakukan aktivitas kerja dengan menggunakan prinsip, konsep, dan metode fisika. Dalam hal ini Campbell (1977) menyebut kajian fisika dalam konteks
ini
sebagai
biofisika
lingkungan.
Menurut
Campbell
(1977)
perkembangan dalam bidang biofisika lingkungan terutama terfokus pada dua bidang yaitu: penggunaan model – model model matematis untuk mengkuantifikasi laju transfer panas dan massa, dan pengunaan persamaan kontinuitas yang telah mengantar pada analisis neraca energi. Oleh karena itu dapat dikemukakan bahwa dalam biofisika lingkungan dipelajari mengenai bagaimana penerapan konsep – konsep fisika pada interaksi antara mahluk hidup dengan lingkungan fisiknya, sehingga dalam konteks ini dipelajari mengenai aplikasi konsep – konsep fisika pada interaksi antara pekerja dan lingkungan l ingkungan fisiknya ketika melakukan aktivitas di alam terbuka. Dalam suatu sistem kerja (Corlett and Clark, 1995), interaksi yang penting bukan hanya antara manusia dengan lingkungan fisiknya akan tetapi juga dengan peralatan dan perlengkapan yang yang digunakan pada waktu waktu bekerja. Termodinamika merupakan suatu ilmu yang mempelajari tentang semacam terobosan – terobosan – terobosan terobosan dalam membantu semua aktivitas manusia. Termodinamika
dalam sistem biologi berarti merupakan pencapaian dari hasil – hasil yang telah dihasikan dari ilmu termodinamika dan menerapkannya demi kepentingan yang bersifat biologis. Misalnya saja dengan adanya beberapa teori serta alat yang dapat
membantu
menjelaskan
sistem
dalam
proses
bernapas.
Sistem
termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan di dalam ilmu biologi. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat
raya,
yang disebut
lingkungan. Klasifikasi
sistem
termodinamika
berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan sistem -lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan. Manusia juga menghasilkan 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 member peringatan kepada kita melalui keringat yang berlebih sedangkan bila perpindahan panas terlalu t erlalu cepat maka yang terjadi adalah menggigil.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam pembuatan makalah ini dapat ditentukan beberapa rumusan masalah sebagai berikut. 1. Bagaimana proses transfer panas pada tubuh? 2. Bagaimana peranan air di dalam tubuh dalam bentuk keringat? 3. Apa yang terjadi pada tubuh saat mengalami demam dan hipetermia? 1.3. Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah. 1. Mengetahui bagaimana proses transfer panas pada tubuh. 2. Mengetahui peranan air di dalam tubuh dalam bentuk keringat. 3. Mengetahui apa yang terjadi pada tubuh saat mengalami demam dan hipetermia.
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Transfer Panas Tubuh
Proses pelepasan panas dan proses produksi panas dalam neraca energi terarah kepada mempertahankan suhu tubuh normal sekitar 37 °C. Nilai ini dicapai dengan menyeimbangkan jumlah panas yang dihasilkan dalam tubuh dengan jumlah panas yang hilang. Produksi panas ditentukan oleh aktivitas metabolik. Pada saat sedang istirahat, panas dihasilkan oleh tubuh untuk fungsi – fungsi dasar tubuh seperti respirasi dan fungsi jantung dengan memberikan pada sel-sel tubuh oksigen dan makanan (nutrien) yang dibutuhkan dalam menjalankan fungsi-fungsi dasar tersebut. Pada saat melakukan aktivitas pekerjaan, kebutuhan otot-otot aktif terhadap oksigen dan makanan meningkat, dan sebagai akibatnya aktivitas metabolik juga meningkat. Ketika sel-sel otot aktif membakar makanan untuk aktivitas mekanis, sebagian energi dibebaskan ke luar tubuh sebagai kerja eksternal, tetapi sebagian besar dilepaskan ke dalam otot sebagai panas. Bila panas tidak dilepaskan panas tersebut akan memanaskan tubuh t ubuh sampai level yang mematikan. Termoregulasi bergantung pada fungsi normal dari proses produksi panas. Panas yang dihasilkan tubuh adalah hasil sampingan metabolisme yaitu reaksi kimia dalam seluruh sel tubuh. Makanan merupakan sumber utama bahan bakar untuk metabolisme. Aktivitas yang membutuhkan reaksi kimia tambahan akan meningkatkan laju metabolik yang juga akan menambah produksi panas. Saat metabolisme menurun, panas yang dihasilkan juga lebih sedikit. Produksi panas terjadi saat intirahat, gerakan volunter dan termogenesis tanpa mengigil. Pembentukan panas (heat production) dalam tubuh manusia bergantung pada tingkat metabolisme yang terjadi dalam jaringan tubuh tersebut. Hal ini dipengaruhi oleh. 1) Metabolisme basal berperan terhadap panas yang dihasilkan oleh tubuh saat istirahat total. Laju metabolism basal atau basal metabolic rate (BMR) biasanya
bergantung pada area permukaan tubuh. BMR juga dipengaruhi oleh hormon tiroid, dengan merangsang penguraian glukosa dan lemak, hormone tiroid meningkatkan reaksi kimia dalam sel tubuh. Saat hormone tiroid disekresikan dalam jumlah besar, BMR dapat meningkat 100%. Ketiadaan hormone tiroid akan menurunkan BMR menjadi setengahnya, sehingga terjadi pengurangan produksi panas. Hormon seks s eks testoteron test oteron meningkatkan BMR sehingga pria memiliki memil iki BMR yang lebih tinggi dari pada wanita. 2) Gerakan volunter seperti aktivitas otot pada olahraga membutuhkan energi tambahan. Laju metabolik meningkat saat aktivitas, terkadang meningkatkan produksi panas hingga 50 kali lipat. 3) Menginggil adalah respon tubuh involunter terhadap perbedaan suhu dalam tubuh. Gerakan otot lurik saat menginggil membutuhkan energi yang cukup besar. Menginggil menghasilkan produksi panas 4 sampai 5 kali lipat dari normal. Panas ini akan membantu menyeimbangkan suhu tubuh sehingga menginggil akan berhenti. 4) Termogenesis tanpa mengigil terjadi pada neonatus. Neonatus tidak dapat mengigil sehingga jaringan coklat vasukuler yang ada saat lahir dimetabolisme untuk produksi panas. Jaringan tersebut sangat terbatas jumlahnya. Panas yang hilang dari tubuh memiliki beberapa jalur untuk berpindah ke udara sekitar. 1. Konduksi (Conduction) Perpindahan panas melalui kontak langsung antara permukaan. Yang dimaksud dengan hantaran ialah pengangkutan panas melalui satu jenis zat. Sehingga perpindahan panas secara hantaran/konduksi merupakan satu proses pendalaman karena proses perpindahan panas ini hanya terjadi dari daerah dengan titi k bersuhu tinggi ke titik bersuhu rendah. Pada perpindahan panas secara konduksi energi dipindahkan dengan hubungan molekul secara langsung tanpa perpindahan berarti pada olekul-molekul tersebut. Contoh, ketika tangan kita kedinginan kita akan merasa nyaman memegang gelas panas atau pada saat panas kita berbaring diatas lantai yang sejuk.
2. Konveksi (Convection) Perpindahan panas berdasarkan gerakan fluida dalam hal ini adalah udara, artinya panas tubuh dapat dihilangkan bergantung pada aliran udara yang melintasi tubuh manusia. Contoh, kita akan merasa nyaman bila terkena hembusan angin pada saat kita berkeringat. 3. Radiasi ( Radiation) Perpindahan panas berdasrkan gelombang eletromagnetik, tubuh manusia mendapat panas dari pancaran panas yang lebih tinggi dan tubuh manusia dapat akan memancarkan panasnya secara radiasi ke setiap objek yang mempunyai suhu lebih dingin dari manusia. 4. Penguapan ( Evaporation) Perpindahan panas karena perbedaan lapisan udara (steck effect) yaitu lapisan udara panas akan terdorong naik oleh lapisan udara dingin. Tubuh kehilangan panas secara se cara berkelanjutan melalui evaporasi. Sekitar Se kitar 600-900 cc air tiap harinya menguap dari kulit dan paru – paru sehingga terjadi kehilangan air dan panas. Melalui proses respirasi tubuh kehilangan sejumlah panas yang dapat mencapai 10% dari total panas yang diproduksi tubuh.
Panas yang Tersimpan
= Panas yang Diproduksi – Panas Panas yang Hilang = (laju Metabolik – Usaha Usaha Eksternal) – (Konduksi (Konduksi + Radiasi + Konveksi + Evaporasi )
Agar tubuh stabil, panas yang hilang harus seimbang dengan panas yang diproduksi. Jika tidak demikian, kandungan panas tubuh akan berubah, yang menyebabkan suhu tubuh naik atau turun. Jadi jika produksi panas melalui laju metabolik lebih tinggi daripada jumlah semua panas yang hilang, panas yang tersimpan akan bertanda positif (surplus), yang berarti kandungan panas tubuh meningkat dan suhu tubuh akan meningkat. Jika panas yang tersimpan bertanda negatif (defisit), panas yang hilang lebih besar daripada panas yang diproduksi. Tubuh menjadi dingin, dan suhu tubuh akan turun.
2.2. Keringat
Salah satu fenomena peranan air dalam tubuh manusia adalah keringat. Semua mamalia memiliki suhu tubuh relatif sama. Meskipun bervariasi, itu tidak terlalu mencolok dan suhu tubuh mamalia berkisar antara 35 o- 40oC. Suhu tubuh manusia sekitar 37 oC dalam kondisi normal. Suhu ini merupakan suhu kritis dan mutlak harus dijaga agar tetap konstan. Jika suhu tubuh manusia menurun hanya beberapa derajat, banyak fungsi vital tubuh akan akan gagal. Jika suhu tubuh meningkat meskipun hanya beberapa derajat, seperti yang terjadi ketika manusia sakit, pengaruhnya bisa bis a membahayakan. Suhu tubuh yang bertahan be rtahan di atas 40 oC dapat membawa kematian. Singkatnya, suhu tubuh kita memiliki keseimbangan yang sangat kritis dan tidak memungkinkan variasi. Akan tetapi, tubuh manusia memiliki masalah serius yakni tubuh aktif setiap saat. Semua gerak fisik, seperti halnya gerak mesin, memerlukan produksi energi untuk tetap aktif. Namun kapan saja energi dihasilkan, panas selalu dikeluarkan sebagai produk sampingan. sampingan. Tetapi kenyataannya, jika manusia menyadari, manusia sama sekali tidak menjadi sepanas yang seharusnya. Satuan panas adalah kalori. Orang normal yang berlari 10 kilometer dalam satu jam akan menghasilkan sekitar 1.000 kalori panas. Panas itu harus dilepaskan dari
tubuh.
Jika
tidak,
manusia
akan
pingsan
sampai
koma
sebelum
menyelesaikan kilometer pertama. Namun bahaya tersebut dihindari oleh sifat ketiga termal air. Untuk menjaga tubuh tetap sejuk terhadap panas yang dihasilkan, tubuh menggunakan mekanisme keringat. Ketika manusia berkeringat, air menyebar di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air ai r sangat besar, penguapan itu membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga tetap sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan manusia merasa kedinginan meskipun cuaca agak panas. Karena itulah, seseorang yang telah berlari sejauh sepuluh kilometer akan berkurang suhu tubuhnya sampai 6 oC sebagai akibat penguapan air satu liter saja. Semakin banyak energi yang dikeluarkannya, semakin meningkat suhu tubuhnya, namun pada saat yang sama, semakin banyak dia berkeringat dan menjadi sejuk.
Di antara faktor-faktor yang membuat sistem pengatur panas tubuh bekerja seluar biasa ini, yang utama adalah sifat termal air. Tidak ada zat cair lain akan menyediakan sistem pengeluaran keringat seefesien air. Terdapat aspek penting lain dalam hal ini. Jika panas yang dilepaskan dalam tubuh tidak dibawa ke permukaan, yaitu ke kulit, baik kedua sifat air maupun proses pengeluaran keringat tidak akan berguna. Karena itulah struktur tubuh juga harus menjadi penghantar panas yang baik. Pada poin inilah, satu lagi sifat penting air berperan. Tidak seperti zat cair lainnya, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas. Karena alasan ini, tubuh membawa panas yang dihasilkan di dalamnya ke kulit (saluran darah dekat kulit melebar untuk tujuan ini dan itulah sebabnya kita memerah ketika terlalu panas). Jika konduktivitas termal air berkurang setengah atau sepertiganya, laju penghantaran panas ke kulit akan jauh lebih lambat, dan ini akan membuat bentuk kehidupan kompleks seperti mamalia tidak mungkin hidup. Semua itu menunjukkan bahwa tiga sifat termal air yang sangat berbeda bekerja sama untuk mencapai tujuan yang sama: mendinginkan tubuh makhluk hidup yang kompleks seperti manusia. Air adalah zat cair yang dirancang khusus untuk tugas ini.
2.3. Demam dan Hipetermia
Demam ialah peningkatan suhu tubuh karena „resetting‟ termostat di hipothalamus. Seseorang disebut demam ketika suhun tubuhnya 38 C atau lebih. Demam ini terjadi sebagai hasil dari respon kekebalan tubuh terhadap penjajah. Penjajah tersebut termasuk virus, bakteri, jamur, obat-obatan, atau racun lainnya. Reaksi tersebut menghasilkan zat yang disebut pirogen, yang memicu respon kekebalan tubuh. Pirogen memberitahu hipotalamus untuk meningkatkan set point suhu dalam rangka untuk membantu tubuh melawan infeksi. Peningkatan termostat tubuh akan menyebabkan sensasi kedinginan. Vasokonstriksi dan menggigil terjadi untuk mengimbangi peningkatan suhu tubuh. Jika termostat dihapus dan demam hilang, seseorang akan merasa kepanasan, terjadi vasodilatasi dan berkeringat. Perubahan termostat dilakukan
oleh zat kimia yang disebut endogenous pyrogen (EP), yang berisi interleukin 1 (IL-1) dan IL6. Keduanya dilepaskan oleh makrofag yang bekerja di hipothalamus. Peningkatan suhu tubuh menstimulasi respons pertahanan tubuh. Peningkatan suhu tubuh yang bukan disebabkan oleh infeksi disebut hipertermia. Hipertermia terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan panas dengan pengeluaran panas. Hipertermia biasanya terjadi karena latihan fisik. Pada awal latihan fisik, suhu tubuh akan meningkat karena panas yang dibentuk lebih banyak daripada panas yang dilepaskan. Akibatnya suhu inti tubuh meningkat dan terjadi mekanisme heat-lost. Heat Exhaustion ialah suatu keadaan kolaps karena dehidrasi berat yang menyebabkan
hipotensi
akibatnya
berkurangnya
volume
plasma
karena
berkeringat sehingga menyebabkan penurunan curah jantung, dan vasodilatasi pembuluh darah kulit yang berlebihan sehingga menyebabkan penurunan resistensi perifer. Pada keadan heat exhaustion suhu inti tubuh berkisar 37,5-39 C,
terjadi kram otot, mual, sakit kepala, pucat dan banyak berkeringat. Biasanya
terjadi pada orang yang aktif secara fisik pada suhu lembab, sehingga tidak teraklimatisasi. Dapat juga terjadi pada lansia yang sudah mengalami kerusakan pada kemampuan pengaturan suhu tubuhnya. Heat Stroke ialah bentuk hipertermia yang lebih berat dengan suhu tubuh yang lebih tinggi. Heat stroke ditandai oleh kolaps, delirium, kejang, dan penurunan kesadaran. Biasanya terjadi karena lama terpapar udara/suhu lingkungan yang panas. Pada keadaan ini terjadi mekanisme umpan balik positif, peningkatan suhu tubuh makin meningkatkan metabolisme dan menghasilkan panas lebih banyak.
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Panas yang terdapat pada tubuh adalah selisih antar panas yang diproduksi di dalam tubuh dengan panas yang keluar menuju udara sekitar. Panas yang dihasilkan tubuh adalah hasil sampingan metabolisme yaitu reaksi kimia dalam seluruh sel tubuh. Panas yang hilang dari tubuh memiliki empat jalur untuk berpindah ke udara sekitar, yaitu konduksi, konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi, panas juga bisa keluar melalui respirasi. Panas yang hilang harus seimbang dengan panas yang diproduksi. Jika tidak maka kandungan panas tubuh akan berubah, yang menyebabkan suhu tubuh naik atau turun. Tubuh menggunakan mekanisme keringat, saat berkeringat air menyebar di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air sangat besar, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas, maka proses penguapan membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga tetap sejuk. Proses penyejukan penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan rasa kedinginan meskipun cuaca agak panas. Demam merupakan peningkatan merupakan peningkatan suhu tubuh karena „resetting‟ termostat di hipothalamus. Demam ini terjadi sebagai hasil dari respon kekebalan tubuh terhadap penjajah yang berupa virus, bakteri, jamur, obat-obatan, atau racun lainnya. Reaksi tersebut menghasilkan zat yang disebut pirogen, yang memicu respon kekebalan tubuh. Pirogen memberitahu hipotalamus untuk meningkatkan set point suhu dalam rangka untuk membantu tubuh melawan infeksi. Peningkatan suhu tubuh yang bukan disebabkan oleh infeksi disebut hipertermia. Hipertermia terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan panas dengan pengeluaran panas.
3.2.Saran
Dalam makalah ini penulis ingin memberikan saran kepada pembaca yaitu. 1. Diharapkan pembaca dapat mengetahui lebih jelas tentng panas yang yang tersimpan di dalam tubuh. 2. Diharapkan pembaca dapat mengetahui fungsi keringat pada tubuh. 3. Diharapkan pembaca dapat mengetahui tentang demam dan hipetermia.
DAFTAR PUSTAKA
http://reetno.blogspot.com http://mey46lovers.blogspot.com http://veraendang.bolgspot.com www.deherba.com
PERPINDAHAN PANAS TUBUH
oleh :
Nama :Ni Made Dwi Wahyundari NIM
:1313041041
Kelas
: I.C
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2013
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Manusia
termasuk
dalam
kelompok
homeotermis
yang
senantiasa
mempertahankan suhu internal tubuh dalam batas relatif konstan meskipun suhu lingkungan berubah-ubah. Di dalam tubuh, panas diproduksi secara terus menerus akibat adanya aktivitas metabolisme. Ketika penggunaan energi meningkat karena aktivitas fisik maka terjadi penambahan panas. Demikian juga dengan perubahan yang sangat besar dari suhu lingkungan sangat mempengaruhi suhu tubuh yang pada akhirnya, akan mempengaruhi sistem kerja enzim yang bekerja pada suhu dengan kisaran yang relatif sempit. Agar suhu tubuh tetap relatif konstan maka harus ada mekanisme untuk menjaga suhu tubuh dalam batas-batas yang masih dapat diterima tanpa memperhatikan kondisi lingkungan. Tubuh manusia menghasilkan energi termal yang besar. Energi di ubah dari makanan di dalam tubuh, maksimal 20 persen digunakan untuk melakukan kerja, sehingga lebih dari 80 persen muncul sebagai termal. Suhu tubuh manusia cenderung berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu tubuh. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan, diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanisme umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di hipotalamus. Apabila pusat temperatur hipotalamus mendeteksi suhu tubuh yang terlalu panas, tubuh akan melakukan mekanisme umpan balik. Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas toleransi tubuh untuk mempertahankan suhu, yang disebut titik tetap (set point). Titik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37°C. Apabila suhu tubuh meningkat lebih dari titik tetap, hipotalamus akan merangsang untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk mempertahankan suhu dengan cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan pengeluaran panas sehingga suhu kembali pada titik tetap. Manusia dan binatang menyusui mempunyai kemampuan untuk memelihara suhu tubuh relative konstan dan berlawanan dengan suhu lingkungan. Kepentingan dipertahankan suhu tubuh pada manusia
adalah berhubungan dengan reaksi kimia didalam tubuh kita. Mis kenaikan suhu 10 derajat Celcius bisa mempercepat proses biologis 2 - 3 kalinya. Suhu inti (core temperature) manusia berfluktuasi + 1 derajat Celcius dalam kegiatan sehari-hari Misalnya paling rendah adalah pada waktu pagi hari (jam 4 - 6 subuh) dan mencapai puncaknya pada sore hari (jam 2 - 3 sore).
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana Perpindahan Kalor secara Konveksi ? 2. Bagaimana Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah? 3. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi konveksi suhu tubuh ? 4. Penerapan dalam bidang biologi!
1.3 Tujuan Pembahasan Pembahasan
1. Menambah pengetahuan dan wawasan mahasiswa tentang mekanisme perubahan suhu tubuh. tubuh. 2. Dapat mengetahui tentang asal panas suhu tubuh manusia, system pengaturan suhu tubuh, reseptor suhu, penjalaran sinyal suhu tubuh pada system saraf. 3. Mengetahui tentang faktor yang mempengaruhi suhu tubuh serta gangguan suhu suhu tubuh.
BAB II PEMBAHASAN
1. Perpindahan Kalor secara Konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat. Konveksi terjadi karena gerakan massa molekul pada suatu tempat ke tempat lain, yang disebabkan oleh adanya perbedaan massa jenis zat. Perpindahan kalor secara konveksi dapat terjadi pada zat z at cair dan zat gas. Laju perpindahan kalor secara sec ara konveksi bergantung pada luas permukaan yang bersentuhan, dan perbedaan suhu antara fluida dengan benda. 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.
2.
Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah 1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat yaitu :
a. Vasodilatasi
Vasodilatasi pembuluh darah perifer hampir dilakukan pada semua area tubuh. Vasodilatasi ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokontriksi sehingga terjadi vasodilatasi yang kuat pada kulit, yang memungkinkan percepatan pemindahan panas dari tubuh ke kulit hingga delapan kali lipat lebih banyak. b. Berkeringat Pengeluaran keringat melalui kulit terjadi sebagai efek peningkatan suhu yang melewati batas kritis, yaitu 37°C. pengeluaran keringat menyebabkan peningkatan pengeluaran panas melalui evaporasi. Peningkatan suhu tubuh sebesar 1°C akan menyebabkan pengeluaran keringat yang cukup banyak sehingga mampu membuang panas tubuh yang dihasilkan dari metabolisme basal 10 kali lebih besar. Pengeluaran keringat merupakan salh satu mekanisme tubuh ketika suhu meningkat melampaui ambang kritis. Pengeluaran keringat dirangsang oleh pengeluaran impuls di area preoptik anterior hipotalamus melalui jaras saraf simpatis ke seluruh kulit tubuh kemudian menyebabkan rangsangan pada saraf kolinergic kelenjar keringat, yang merangsang produksi keringat. Kelenjar keringat juga dapat mengeluarkan keringat karena rangsangan dari epinefrin dan norefineprin. c. Penurunan pembentukan panas Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan menggigil dihambat dengan kuat. 2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun, yaitu :
a. Vasokontriksi kulit di seluruh tubuh Vasokontriksi terjadi karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus posterior.
b. Piloereksi Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada folikel rambut berdiri. Mekanisme ini tidak penting pada manusia, tetapi pada binatang tingkat rendah, berdirinya bulu ini akan berfungsi sebagai isolator panas terhadap lingkungan. c. Peningkatan pembentukan panas Pembentukan panas oleh sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme menggigil,
pembentukan
panas
akibat
rangsangan
simpatis,
serta
peningkatan sekresi tiroksin.
3. Factor-faktor yang Mempengaruhi Konveksi Suhu Tubuh 1. Kecepatan metabolisme basal Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi dampak jumlah panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula. Sebagaimana disebutkan pada uraian sebelumnya, sangat terkait dengan laju metabolisme. 2. Rangsangan saraf simpatis Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkan kecepatan metabolisme menjadi 100% lebih cepat. Disamping itu, rangsangan saraf simpatis dapat mencegah
lemak
coklat
yang
tertimbun
dalam
jaringan
untuk
dimetabolisme. Hamper seluruh metabolisme lemak coklat adalah produksi panas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhi stress individu yang menyebabkan peningkatan produksi epineprin dan norepineprin yang meningkatkan metabolisme. 3. Hormone pertumbuhan
Hormone
pertumbuhan
( growth ( growth
hormone )
dapat
menyebabkan
peningkatan kecepatan metabolisme sebesar 15-20%. 15- 20%. Akibatnya, produksi panas tubuh juga meningkat. 4. Hormone tiroid Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hamper semua reaksi kimia dalam tubuh sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju metabolisme menjadi 50-100% diatas normal. 5. Hormone kelamin Hormone kelamin pria dapat meningkatkan kecepatan metabolisme basal kira-kira 10-15% kecepatan normal, menyebabkan peningkatan produksi panas. Pada perempuan, fluktuasi suhu lebih bervariasi dari pada laki-laki laki -laki karena
pengeluaran
hormone
progesterone
pada
masa
ovulasi
meningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,3 – 0,6°C 0,6°C di atas suhu basal. 6. Demam ( peradangan ) Proses
peradangan
dan
demam
dapat
menyebabkan
peningkatan
metabolisme sebesar 120% untuk tiap tia p peningkatan suhu 10°C. 7. Status gizi Malnutrisi yang cukup lama dapat menurunkan kecepatan metabolisme 20 – 30%. Hal ini terjadi karena di dalam sel tidak ada zat makanan yang dibutuhkan untuk mengadakan metabolisme. Dengan demikian, orang yang mengalami mal nutrisi mudah mengalami penurunan suhu tubuh (hipotermia). Selain itu, individu dengan lapisan lemak tebal cenderung tidak mudah mengalami hipotermia karena lemak merupakan isolator yang cukup baik, dalam arti lemak menyalurkan panas dengan kecepatan sepertiga kecepatan jaringan yang lain. 8. Aktivitas
Aktivitas
selain
merangsang
peningkatan
laju
metabolisme,
mengakibatkan gesekan antar komponen otot / organ yang menghasilkan energi termal. Latihan (aktivitas) dapat meningkatkan suhu tubuh hingga 38,3 – 38,3 – 40,0 40,0 °C. 9. Gangguan organ Kerusakan organ seperti trauma atau keganasan pada hipotalamus, dapat menyebabkan mekanisme regulasi suhu tubuh mengalami gangguan. Berbagai zat pirogen yang dikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat merangsang peningkatan suhu tubuh. Kelainan kulit berupa jumlah kelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkan mekanisme pengaturan suhu tubuh terganggu. 10. Lingkungan Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin. Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi sebagian besar melalui kulit. Proses kehilangan panas melalui kulit dimungkinkan karena panas diedarkan melalui pembuluh darah dan juga disuplai langsung ke fleksus arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang mengandung banyak otot. Kecepatan aliran dalam fleksus arteriovenosa yang cukup tinggi (kadang mencapai 30% total curah jantung) akan menyebabkan konduksi panas dari inti tubuh ke kulit menjadi sangat efisien. Dengan demikian, kulit merupakan radiator panas yang efektif untuk keseimbangan suhu tubuh.
4.
Penerapan dalam kehidupan sehari-hari 1. Pada lemari es, mesin pendinginnya ditempatkan di bagian atas. Mesin pendingin itu berfungsi mendinginkan udara di sekitarnya. Karena udara yang dingin massa jenisnya besar, udara itu turun dan digantikan
oleh udara hangat yang naik dari bagian bawah. Demikian hal itu berlangsung secara terus-menerus. Peredaran (sirkulasi) udara itu membawa kalor (energi panas) dari semua makanan yang ada dalam lemari. ltulah sebabnya, makanan yang ada dalam lemari es menjadi dingin. 2. Udara di sekitar tungku pemanas pada pabrik-pabrik mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada suhu udara luar. ltulah sebabnya, asap pabrik dapat naik melalui cerobong-cerobong pabrik. 3. Pada siang hari, suhu udara di darat lebih tinggi daripada di laut. Hal itu karena kalor jenis tanah (daratan) lebih kecil daripada air laut. Dengan kata lain, daratan lebih cepat panas daripada lautan. Oleh karena itu, terjadilah aliran udara (angin) dari laut ke darat yang disebut angin laut. Aliran udara itu berlangsung dengan cara udara di atas daratan naik kemudian tempatnya diisi oleh udara dingin yang berasal dari laut. Sebaliknya, pada mal am hari suhu udara di permukaan laut lebih tinggi daripada suhu udara di darat. Hal itu terjadi karena air laut lebih lama menahan panas daripada daratan. Keadaan inilah yang menyebabkan terjadinya aliran udara (angin) dari darat ke laut yang disebut angin darat. 4. Nyala lampu teplok akan lebih terang jika ditutup dengan semprong. Hal ini karena ada aliran udara dari luar masuk ke semprong. Karena udara luar banyak mengandung oksigen, padahal sifat gas oksigen adalah penyelenggara proses pembakaran, terjadilah pembakaran udara di sekitar nyala api. Pembakaran udara luar itulah yang menyebabkan lampu menjadi lebih terang.
BAB III PENUTUP
1.4 Kesimpulan
Suhu tubuh adalah suatu keadaan kulit dimana dapat diukur dengan menggunakan thermometer yang dapat di bagi beberapa standar penilaian suhu, antara lain : normal, hipertermi, hipotermi, dan febris. Pengeluaran panas (heat loss) dari tubuh ke lingkungan atau sebaliknya berlangsung berlangsung secara fisika. Permukaan tubuh dapat Kehilangan panas melalui pertukaran panas secara radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi air. Alat penerima rangsang disebut reseptor,sedangkan alat penghasil tanggapan disebut efektor. Suhu tubuh dipengaruhi oleh exercize, hormone, system saraf, asupan makanan, gender iklim (lingkungan), usia, aktivitas otot, stress. 1.5 Saran
Sebaiknya kita selalu menerapkan cara hidup sehat,agar tubuh kita selalu sehat dan tidak mengganggu aktivitas kita sehari-hari,agar suhu tubuh selalu dalam keadaan normal dan dapat menyesuaikan dengn kondisi lingkungan sekitar kita.
BIOKALOR
“PROSES DIFUSI GAS RESPIRASI PADA MANUSIA”
Oleh : Nama
:Nita Nurisa
NIM
:1313041043
Kelas
:C
No
: 10
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2013
KATA PENGANTAR
Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang telah membantu dalam peyelesaian tugas ini. Tugas Biofisik ini memuat tentang panas/kalor dan penerapannya dalam cabang ilmu biologi, biologi, proses difusi difusi gas respirasi pada manusia. manusia. Penulis menyadari tugas ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi maupun penulisannya. Tapi kami tetap berharap para pembaca dapat memperoleh manfaat dari tugas ini.
Singaraja, Desember 2013 Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan manusia tidak pernah lepas dari kalor. Untuk dapat tetap hidup, manusia memerlukan kalor di dalam tubuhnya untuk dapat melangsungkan proses metabolisme yang nantinya dapat menghasilkan menghasilkan energi untuk beraktivitas. Kalor sangat berhubungan erat dengan difusi. Difusi adalah pergerakan molekul atau ion dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah, hal ini disebabkan oleh energi kinetik dari molekul, ion atau atom-atom. Proses ini terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi kinetik dari molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut. Arah gerak molekul dalam larutan atau gas tidak menentu kemana adanya hantaman molekul air atau dari gas lain. Arah gerak molekul tersebut mengikuti gerak Brown. Arah geraknya dinamakan Random Walk. Difusi dapat terjadi karena perbedaan dalam konsentrasi dan atau sifat suatu zat. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel dalam per unit volume. Banyak hal hal yang berhubungan berhubungan antara difusi dengan bidang biologi. biologi. Difusi sangat penting untuk kelangsungan kehidupan makhluk hidup. Manusia, hewan dan tumbuhan erat hubungannya dengan difusi. Pada Manusia difusi terjadi pada proses respirasi, pada tumbuhan pada proses fotosintesis dan pada hewan pada saat proses pertukaran oksigen dan CO 2 dengan lingkungan. Hal itu terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya dapat
di
jumpai
pada
saat
seseorang
meneteskan minyak wangi pada botol, apabila meteskan tinta dalam segelas air dan ketika makan. Untuk dapat memahami proses difusi secara lebih mendalam dan faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya difusi, serta penerapannya dalam bidang ilmu biologi dan kehidupan sehari-hari,maka penulis menyusun makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1.2.1
Apakah yang dimaksud dengan difusi?
1.2.2
Bagaimanakah penerapan difusi gas respirasi pada manusia?
1.2.3
Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya difusi pada manusia?
1.2 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah, makalah ini bertujuan sebagai berikut : 1.3.1
Mengetahui apa yang dimaksud dengan difusi?
1.3.2
Mengetahui penerapan difusi gas respirasi pada manusia?
1.3.3
Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya difusi pada manusia?
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Pengertian Difusi
Teori kinetik menyataian bahwa partikel-partikel elementer (atom, ion, molekul) berada dalam gerakan yang konstan pada suhu di atas 0° absolut. Makin tinggi suhu, gerakan partikel akan makin cepat. Makin kecil partikel gerakannya semakin cepat.
Gerakan molekul H, pada suhu kamar ± 2 km/dt atau 6.433 km/jam. Sedang pada gas CO2 yang lebih berat kecepatan rata-rata 1.372 km/jam. Pada zat cair gerakannya lebih pendek. Bahkan pada benda pada partikel lebih terikat di tempat, tetapi mereka melakukan fibrasi diantara mereka. Difusi adalah proses yang menyebabkan senyawa kimia tertentu dalam bentuk partikel-partikel partikel-pa rtikel ditranspor secara spontan dari satu daerah ke daerah lain sehingga terjadi keseimbangan. Terjadinya keseimbangan tersebut akibat dari jumlah partikel yang masuk dan keluar daerah tersebut dalam jumlah yang sama. Keseimbangan yang terjadi ini disebut keseimbangan dinamis. Difusi bergantung pada konsentrasi dan pada umumnya zat yang berdifusi bergerak dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke daerah yang konsentrasinya konsentrasinya rendah. Proses ini terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi kinetik dari molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut. Arah gerak molekul dalam
larutan atau gas tidak menentu kemana adanya hantaman molekul air atau dari gas lain. Arah gerak molekul tersebut mengikuti gerak Brown. Arah geraknya dinamakan Random Walk. Difusi dapat terjadi karena perbedaan dalam konsentrasi dan atau sifat suatu zat. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel dalam per unit volume. 2.2 Difusi Gas Respirasi pada Manusia
Difusi sederhana pada peristiwa respirasi manusia terjadi karena adanya gas yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpindah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel.
Unit alat pernafasan terdiri dari Trachea , Bronchus , Bronkhiolus, yang semua organ pernafasan itu berupa saluran.
Saluran dari trachea hingga bronchiolus itu secara pasti membuat gas gas pernafasan akan berjalan menerus berdifusi karena perbedaan tekanan tidak mungkin berhenti ditempat. Dari sinilah keelokan Tuhan kemudian menciptakan kantung kantung kecil alveoli agar difusi gas gas sementara bisa berhenti dan mengumpul, sehingga tidak berjalan berjala n terus karena berupa lorong. Adanya alveoli al veoli sangat baik seperti terminal untuk menaik turunkan penumpang. Gas pernafasan yang berhenti memungkinkan terjadinya pengikatan atau berdifusi ke dalam pembuluh darah dan memasukkan gas pernafasan ke dalam tubuh sehingga bisa berguna. Gas-gas pernafasan yang masuk dan keluar, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua paru paru). Masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm). Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler merupakan suatu sheet dari peredaran darah. Jadi jelaslah bahwa gas alveoli hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya pertukaran gas antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh membran terminal paru-paru. Membran ini disebut membran respirasi atau membran vulmonaris.
Kemampuan seluruh membran respirasi untuk terjadinya pertukaran gas antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah kapasitas difusi. Kapasitas difusi yang dapat didefinisikan sebagai volume gas yang berdifusi melalui membran. Setiap menit untuk setiap perbedaan tekanan 1 mm Hg, kapasitas difusi O 2 laki-laki muda dewasa pada waktu
istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan O2 menembus membran respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas tenang (tidal respiration) kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O 2 berdifusi normal melalui membrana respirasi setiap menit dari alveolus ke darah. Dan itu sama dengan kecepatan tubuh menggunakan O 2 pada setiap selnya. kapasitasnya membawa O2 ke dalam darah sering tidak cukup sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO2. 2.3 Faktor – Faktor Faktor yang Mempengaruhi Mempengaruhi Difusi
Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membran respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan betapa cepat suatu gas melalui membran tersebut adalah: 1. Ketebalan membran 2. Luas permukaan membran 3. Koefisien difusi gas dalam substansi membran 4. Perbedaan tekanan antara kedua sisi membran. Sering terjadi kecepatan difusi melalui membran tidak proporsional terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan ketebalan melebihi 2-3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada olahragawan, luas permukaan membran respirasi sangat mempengaruhi m empengaruhi prestasi dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang berkurang dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan pada manusia , misalnya kakunya alveolus pada penderita TBC. Dalam hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan ternyata CO2 berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O2. Dan Koefisien difusi O 2 dua kali lebih cepat dari N2. Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir melal ui membran respirasi. misalnya diudara PO2 160 mmHg di Alveolus hanya 105
mmHg , maka terjadilah aliran dari udara ke alveolus , begitu seterusnya. Dengan demikian, bila tekanan parsial suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah pada O 2 maka terjadilah difusi O 2 dari alveoli ke arah darah. Tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO2 maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari pembahasan di atas, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 3.1.1
Difusi adalah proses proses fisik di mana substansi bergerak dari daerah konsentrasi tinggi keluar ke daerah konsentrasi rendah.
3.1.2
Difusi sederhana pada peristiwa respirasi manusia terjadi karena adanya gas yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpindah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel.
3.1.3
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses difusi yaitu ketebalan membran, luas permukaan membran, koefisien difusi gas dalam substansi membran dan perbedaan tekanan antara kedua sisi membran.
3.2 Saran
Pembaca
dapat mengetahui mengetahui bagaimana bagaimana proses difusi sehubungan dengan
kalor yang terjadi di dalam diri manusia, agar manusia dapat lebih memahami bagaimana proses terjadinya difusi gas respirasi pada manusia, dan juga mengetahui factor-faktor yang dapat mempengaruhi proses difusi tersebut.
PENUTUP
Demikianlah uraian singkat kami tentang panas/kalor dan penerapannya dalam cang ilmu biologi. Kami menyadari tulisan ini masih sangat jauh dari kata sempurna, tapi kami berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Kami juga mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, sehingga dapat menjadi pembelajaran bagi kami agar kedepannya kami dapat memberikan hasil yang lebih baik.