randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 pengertian dan aplikasi hukum termodinamika...

28
THERMOFISIKA RANDI 18112165 PROGRAM STUDI DIII KEPERAWATAN STIKes MERCUBAKTIJAYA PADANG 2019

Upload: others

Post on 07-Dec-2020

31 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

THERMOFISIKA

RANDI

18112165

PROGRAM STUDI DIII KEPERAWATAN

STIKes MERCUBAKTIJAYA PADANG

2019

Page 2: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

KATA PENGANTAR

Kata Pengantar

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, penyusunan makalah ini dapat terselesaikan dalam waktu yang ditentukan. Makalah yang berjudul “Termofisika” ini, disusun sebagai salah satu tugas uian bersyarat mata kuliah ilmu biomedik dasar. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang ikut membantu baik langsung maupun tidak langsung.

Setelah mempelajari makalah ini, diharapkan mahasiswa keperawatan dan masyarakat umum dapat memahaminya. Penulis menyadari bahwa penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis juga menyadari makalah ini terdapat kekurangan baik secara materi maupun penyajian.

Oleh karena itu, segala saran dan kritik dari semua pihak ataupun pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan lebih dan bermanfaat bagi semuanya.

Padang , 17 januari 2019

Penyusun

Page 3: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR.........................................................................................................

DAFTAR ISI.......................................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN...................................................................................................

1.1 LATAR BELAKANG...................................................................................................

1.2 RUMUSAN MASALAH..............................................................................................

1.3 TUJUAN........................................................................................................................

BAB II PEMBAHASAN.....................................................................................................

2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA.............................

2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA...................................................................

BAB III PENUTUP.............................................................................................................

3.1 KESIMPULAN.............................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

Page 4: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Thermofisika merupakan materi yang harus dipahami dengan baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya, termometrik dan skala temperatur pengaturan suhu, serta perpindahan panas.

Thermofisika adalah ilmu pengetahuan yang mencakup semua cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari dan menjelaskan sikap zat dibawah pengaruh kalor dan perubahan-perubahan yang menyertainya.Di dalamnya tercakup: kalorimetri, termometri, perpindahan kalor,termodinamika, teori kinetik gas dan fisika statistik.Termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara  alami maupun hasil rekayasa teknologi. 

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. Hukum keseimbangan/ kenaikan entropi: Panas tidak bisa mengalir dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan. Entropi adalah tingkat keacakan energi. Jika satu ujung material panas, dan ujung satunya dingin, dikatakan tidak acak, karena ada konsentrasi energi. Dikatakan entropinya rendah. Setelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik.Proses termodinamik yang berlanggsung secara alami seluruhnya disebut proses ireversibel (irreversibel process). Proses tersebut berlangsung secara spontan pada satu arah tetapi tidak pada arah sebaliknya. Contohnya kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

Proses reversibel adalah proses termodinamik yang dapat berlangsung secara bolak-balik. Sebuah sistem yang mengalami idealisasi proses reversibel selalu mendekati keadaan kesetimbangan termodinamika antara sistem itu sendiri dan lingkungannya. Proses reversibel merupakan proses seperti-kesetimbangan (quasi equilibrium process).

Page 5: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah dari makalah ini adalah:

1. Apa pengertian dan aplikasi hukum termodinamika ?2. Bagaimana konsep-konsep termodinamika ?

1.3 TujuanPenulisan makalah ini bertujuan untuk:1. Memberikan tambahan pengetahuan kepada pembaca tentang Hukum 

Termodinamika.2. Memberikan penjelasan tentang hal – hal dasar yang sering dilupakan dalam

Thermodinamika.3. Memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang Hukum Termodinamika.

Page 6: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian dan Aplikasi Hukum Termodinamika2.1.1 Pengertian Thermodinamika

Termofisika adalah cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan. Termofisika juga dikenal dengan istilah termodinmika. Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal (yang berkenaan dengan panas) dan dinamika (yang berkenaan dengan pergerakan). Jadi, termodinamika adalah ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energi yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan. Misalnya suatu benda dinaikkan suhunya maka timbul pemuaian atau penyusutan; pada termo elemen akan membangkitkan gaya gerak listrik. Pada proses ini terdapat suatu pemindahan panas dan juga bekerja sesuatu gaya yang mengalami perpindahan yang mengakibatkan terlaksananya suatu usaha. Dengan demikian termodinamika merupakan akar dari beberapa cabang ilmu fisika. Dalam mempelajari termodinamika bukan hanya fenomena suhu tetapi juga tuntunan logika, sifat-sifat gas, larutan zat padat dan reaksi kimia.

Dengan demikian thermodinamika merupakan akar dari beberapa cabang ilmu fisika. Dalam mempelajarari thermodinamika bukan hanya fenomena suhu tetapi juga tuntutan logika, sifat-sifat gas, larutan zat padat dan reaksi kimia.

Temperatur

Konsep temperatur dapat mudah dikenal dengan adanya perasaan panas atau dingin. Panas atau dingin benda dapat dirasakan dengan menyentuhnya, meskipun demikian kita tidak dapat menyatakan dengan tepat berapa kualitas suhu benda tersebut.

Beberapa sifat fisik zat berubah jika dipanaskan. Perubahan sifat fisis zat jika dipanaskan disebut sifat termometrik zat . Sifat termometrik zat dapat dimanfaatkan untuk mengukur suhu pada termometer .

Termometer yang sering digunakan dalam kegiatan laboratorium maupun praktek klinik dasar pembuatannya dengan perubahan volume zat cair ketika perubahan suhu. Sedangkan zat cair yang digunakan adalah air raksa ataupun alkohol yang diberi warna. Air raksa dan alkohol digunakan sebagai bahan pengisi termometer karna kedua zat cair tersebut perubahan volumenya teratur. Air raksa memiliki titik beku -39c sedangkan titik didihnya 357c ( dapat digunakan untuk mengukur suhu tinggi), sedangkan alkohol memiliki tititk beku -115C dan titik didihnya 78c (dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah) tidak membasahi dinding kaca, dan untuk air raksa sebagai konduktor panas yang baik .

Page 7: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

2.1.2 Aplikasi Hukum Termodinamika

Hukum pertama termodinamika tidak dapat menjelaskan apakah suatu proses mungkin terjadi ataukah tak mungkin terjadi. Oleh karena itu, muncullah hukum kedua termodinamika yang disusun tidak lepas dari usaha untuk mencari sifat atau besaran sistem yang merupakan fungsi keadaan. Ternyata orang yang menemukannya adalah Clausius dan besaran itu disebut entropi. Hukum kedua ini dapat dirumuskan sebagai berikut:“Proses suatu sistem terisolasi yang disertai dengan penurunan entropi tidak mungkin terjadi. Dalam setiap proses yang terjadi pada sistem terisolasi, maka entropi sistem tersebut selalu naik atau tetap tidak berubah.”

Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah. Dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (arahnya dapat dibalik). Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak pernah mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya. Misalnya, jika sebuah kubus kecil dicelupkan ke dalam secangkir air kopi panas, kalor akan mengalir dari air kopi panas ke kubus es sampai suhu keduanya sama.

Dasar dari hukum kedua termodinamika terletak pada perbedaaan antara sifat alami energi dalam dan energi mekanik makroskopik. Dalam benda yang bergerak, molekul memiliki gerakan acak, tetapi diatas semua itu terdapat gerakan terkoordinasi dari setiap molekul pada arah yang sesuai dengan kecepatan benda tersebut. Energi kinetik dan energi potensial yang berkaitan dengan gerakan acak menghasilkan energi dalam.

Jika hukum kedua tidak berlaku, seseorang dapat menggerakkan mobil atau pembangkit daya dengan mendinginkan udara sekitarnya. Kedua kemustahilan ini tidak melanggar hukum pertama termodinamika. Oleh karena itu, hukum kedua termodinamika bukanlah penyimpulan dari hukum pertama, tetapi berdiri sendiri sebagai hukum alam yang terpisah. Hukum pertama mengabaikan kemungkinan penciptaan atau pemusnahan energi. Sedangkan hukum kedua termodinamika membatasi ketersediaan energi dan cara penggunaan serta pengubahannya.

Dua formulasi dari hukum kedua termodinamika yang berguna untuk memahami konversi energi panas ke energi mekanik, yaitu formulasi yang dikemukakan oleh Kelvin-Planck dan Rudolf Clausius. Adapun hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut :

1. Formulasi Kelvin-Planck

“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik.” Dengan kata lain, formulasi kelvin-planck menyatakan bahwa tidak ada cara untuk mengambil energi panas dari

Page 8: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

lautan dan menggunakan energi ini untuk menjalankan generator listrik tanpa efek lebih lanjut, misalnya pemanasan atmosfer. Oleh karena itu, pada setiap alat atau mesin memiliki nilai efisiensi tertentu. Efisiensi menyatakan nilai perbandingan dari usaha mekanik yang diperoleh dengan energi panas yang diserap dari sumber suhu tinggi.2.      Formulasi Clausius

“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata memindahkan energi panas dari suatu benda dingin ke benda panas”. Dengan kata lain, seseorang tidak dapat mengambil energi dari sumber dingin (suhu rendah) dan memindahkan seluruhnya ke sumber panas (suhu tinggi) tanpa memberikan energi pada pompa untuk melakukan usaha.  (Marthen Kanginan, 2007: 249-250).

Berbeda dari hukum pertama, hukum kedua ini mempunyai berbagai perumusan. Kelvin mengetengahkan suatu permasalahan dan Planck mengetengahkan perumusan lain. Karena pada hakekatnya perumusan kedua orang ini mengenai hal yang sama maka perumusan itu digabung dan disebut perumusan Kelvin-Planck bagi hukum kedua termodinamika. Perumusan ini diungkapkan demikian : “Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubahnya menjadi usaha”Oleh Clausius, hukum kedua termodinamika dirumuskan dengan ungkapan:“Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya hanya menyerap kalor dari reservoir bertemperatur rendah dan memindahkan kalor ini ke reservoir yang bertemperatur tinggi, tanpa disertai perubahan lain”.

2.2 Konsep-konsep Termodinamika

2.2.1 Termometrik1. Sifat Termometrik Zat

Sesungguhnya setiap zat atau benda yang dipanaskan atau dinaikkan suhunya akan mengalami pemuaian, baik itu pemuaian pajang (l), luas (A), dan volume (V). Hal itu merupakan bukti bahwa benda atau zat tersebut memiliki yang namanya Sifat Termometrik, yaitu sifat dasar suatu zat yang apabila diubah-ubah suhunya akan berubah pula secara teratur. Adapun sifat-sifat yang berubah antara lain:

1) Wujud/bentuknya2) Volumenya3) Panjang dan Luasnya4) Hambatan Listriknya5) Warnanya6) Daya hantar listriknya.

Page 9: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

Pada dasarnya, bahan yang digunakan untuk membuat termometer mempunyai karakteristik linier, yaitu hubungan sifat termometrik bahan dengan suhu dan mengikuti persamaan di bawah ini,

t (x) = a (x) + b

dengan: t = temperature (suhu)

x = thermometric property (sifat termometrik)

a,b = constants that depend on the substances used (konstanta yang bergantung pada bahan yang digunakan).

Sifat termometrik zat adalah sifat-sifat zat yangberubah jika suhunya berubah. Sifat-sifat termomertrik digunakan sebagai dasar untukpengukuran suhu. Sifat-sifat termometrik zatantara lain: volume zat akan berubah jikasuhunya berubah, panjang benda akanberubah jika suhunya berubah, hambatanlistrik konduktor akan berubah jika suhunyaberubah, dan tekanan gas pada volumetetap akan berubah jika suhunya berubah.

2.2.2 Skala Temperatur Pengaturan Suhu 1. Pengertian Suhu

Apa yang akan dirasakan oleh jarimu jika dimasukkan ke dalam air es? Ya, air es akan terasa dingin. Dingin boleh dikatakan sebagai salah satu ukuran dari suhu suatu benda. Benda yang dingin mempunyai suhu yang lebih rendah dari benda yang panas. Dari pernyataan ini suhu dapat difenisikan sebagai derajat/tingkatan panas suatu benda atau kuantitas panas suatu benda. Seperti dalam materi sebelumnya, suhu merupakan salah satu besaran pokok dengan satuan derajat Kelvin.

2. Alat Ukur Suhu

Untuk menentukan panas atau tidaknya suatu benda, kita dapat menggunakan jari tangan kita, tetapi tangan tidak dapat dipakai untuk menentukan tingkat panas suatu benda secara tetap.

Alat yang tepat untuk mengukur suhu benda adalah termometer. Macam- macam thermometer :

A. Berdasarnya zat termometriknya, termometer dapat dibedakan menjadi :a) Termometer zat padat

Termometer zat padat menggunakan prinsip perubahan hambatan logam konduktor terhadapap suhu sehingga sering juga disebut sebagai termometer hambatan. Biasanya termometer ini menggunakan kawat

Page 10: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

platina halus yang dililitkan pad mika dan dimasukkan dalam tabung perak tipis tahan panas. Contoh: Termometer platina

b) Termometer zat cairTermometer zat cair dibuat berdasarkan perubahan volume. Zat cair

yang digunakan biasanya raksa atau alkohol. Contoh termometer Fahrenheit, Celcius, Reamur. Alasan pemilihan raksa atau alkohol sebagai isi termometer adalah sebagai berikut:1. Mudah dilihat karena raksa terlihat mengkilap sedangkan alkohol

dapat diberi warna merah.2. Daerah ukurannya sangat luas (raksa : – 390C s/d 3370C dan alkohol:

-1140C – 780C).3. Keduanya merupakan panghantar kalor yang baik.4. Keduanya mempunyai kalor jenis yang kecil.

c) Termometer gasTermomter gas menggunakan prinsip pengaruh suhu terhadap

tekanan. Bagan alat ini sama seperti nanometer. Pipa U yang berisi raksa mula-mula permukaannya sama tinggi. Jika salah satu ujungnya

Page 11: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

dihubungkan dengan ruangan yang bersisi gas bertekanan, maka akan terjadi selisih tinggi. Contoh: termometer gas pada volume gas tetap.

B. Berdasarkan pembuatnya, antara lain:a) Termometer Celciusb) Termometer Fahrenheitc) Termometer Reamurd) Termometer Kelvin

C. Berdasarkan penggunaanya, antara lain:a) Termometer Laboratorium

Termometer yang biasanya digunakan untuk eksperimen di lab.

Page 12: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

b) Termometer suhu badan / klinisTermometer khusus untuk mengukur suhu badan manusia. Termometer ini biasanya digunakan dalam bidang medis dan mempunyai batas skala 34-42 0C.

2.2.3 Pengaturan Suhu Tubuh

Proses fisiologis – keseimbangan antara produk panas dan kehilangan panas , Manusia / mamalia – “ warm blood “, dimana suhu tubuh tetap walaupun suhu lingkungan berubah. Produksi panas dan kehilangan panas tubuh diatur oleh susunan saraf pusat yang mengatur metabolisme, sirkulasi darah, respirasi, dan kontraksi otot 

Temperatur normal tubuh – 37oC Tempat pengaturan suhu tubuh – aksila, sub lingual, rectal  

1. Pengaturan Temperatur Tanpa Umpan Balik a. Pada benda mati b. Satu arah 

Misal : - logam dipanaskan – suhu meningkat – memuai - Pada suhu tinggi logam pancarkan panas logam panas dimasukkan air

dingin air menjadi dingin dan logam menjadi hangat akhirnya semuanya menjadi dingin, karena logam  tidak memproduksi panas.* Suhu berubah sesuai lingkungan     

2. Pengaturan Temperatur Dengan Umpan Balik a. Pada manusia suhu tubuh konstan / tetap walaupun suhu lingkungan berubah b. Ada keseimbangan peningkatan dan penurunan panas dari tubuhc. Panas tubuh dapat hilang dan masuk ke dalam lingkungan melalui :

       * konveksi       |       * radiasi           |           dikontrol oleh SSP       * evaporasi      |

3. Konveksi : bila suhu sekeliling objek lebih rendah dari suhu lingkungan 

Page 13: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

4. Radiasi : suhu udara behubungan langsung dengan tubuh dan suhu sekeliling objek tersebut sangat rendah 

5. Evaporasi : out put dari evaporasi kulit dan paru-paru 6. Mekanisme aktivitas tubuh pada lingkungan :

- *DINGIN*  Produksi panas naik 

menggigil  kelaparan – nafsu makan naik  aktivitas otot lurik meningkat  peningkatan sekresi epineprin & norepineprin

Kehilangan panas turun  penyempitan pembuluh darah kulit  kulit mengkerut

- *PANAS* Kehilangan panas naik 

berkeringat  peningkatan pernafasan  pelebaran pembuluh darah kulit 

Produksi panas turun  nafsu makan turun  lesu dan lembam 

7. TRANSFER PANASEnergi panas yang hilang atau masuk dalam tubuh melalui kulit ada 4 caraa. Konduksi 

- Pemaparan panas dari suatu objek yang suhunya lebih tinggi ke objek lain dengan jalan kontak langsun.

- Kecepatan secara konduksi tergantung besarnya perbedaan temperatur dan konduktivitas termal dari bahan.

- Logam --- baik - Udara --- jelek 

b. Konveksi - Pemindahan panas dengan cara aliran panas - Terjadi karena pemanasan yang asimetris - Pertukaran panas dan gaya konduksi berbanding lurus dengan perbedaan

temperatur antara kulit dan udara dan percepatan udara.c. Radiasi 

- Transfer panas dari suatu permukaan objek ke objek lain tanpa kontak dari kedua objek 

- Benda hitam penyerap radiasi terbaik - Pada lingkungan dengan temperatur 23oC sebagian besar tubuh

kehilangan panas secara radiasi.- Pada suhu lingkungan 34oC tubuh tidak melakukan radiasi 

d. Evaporasi  

Page 14: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

- Penguapan – peralihan panas dari bentuk cairan menjadi uap - Terjadi lewat kulit dan paru-paru - Lewat paru-paru manusia kehilangan 9X103kal/gr - Kehilangan panas lewat evaporasi terjadi bila :- Perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dan udara ambien - Adanya gerakan angin - Adanya kelembaban 

8. Energi Panas Di Bidang Medik - Untuk terapi ------- fisioterapi - Efek Panas 

Bila mengenai suatu bagian tubuh – suhu naik  secara fisik – cair, padat, gas, akan memuai  secara kimia – suhu naik – rx. kimia meningkat  secara biologis – efek panas – peradangan – vasodilatasi pembuluh

darah – meningkatkan aliran darah – peredaran darah lancar – suplai oksigen dan zat gizi lancar – metabolisme meningkat 

- Penggunaan Energi Panas Untuk Pengobatan Jenis metode yang digunakan :

Metode Konduksi .> Dasar fisika – dua benda yang beda panas akan terjadi transfer panas dari yang panas ke dingin .> Transfer panas tergantung oleh :      - luas daerah kontak            - beda temperatur       - material konduksi panas    - lama kontak Contoh untuk pengobatan :1. kantong air panas – nyeri 2. handuk panas – otot yang sakit 3. mandi uap / turkish bath – relaksasi otot 4. lumpur panas / mud packs 5. wax bath / parafin bath – nyeri sendi 6. elektrik pads – nyeri, LBP

Metode 1 – 6 pada fisioterapi biasanya digunakan pada :  - neuritis             - strain       - contusio otot     - low back pain   - sinusitis            - sprains

Metode Radiasi Pemanasan permukaan tubuh – mirip pemanasan dengan nyala api / sinar matahariELEKTRIK FIREa. old type fire

- daya 750 watt- radiasi merah – infra red home treatment

b. pencil bar type- dengan reflektor   rektanguler “shape like acous tie type”

Page 15: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

INFRA MERAH- lampu pijar 350 watt – 1000 watt diberi filter merah - serupa dengan metode konduksi panas tapi lebih efektif dan penetrasi lebih dalam 

Metode Elektromagnetis  Metode Gelombang Ultrasonik

2.2.4 Skala Termometer1. Fahrenheit

Pada tahun 1714, seorang ilmuwan Jerman yang bernama Daniel George Fahrenheit membuat termometer yang mula-mula diisi alkohol dan kemudian diganti dengan raksa. Sebagai titik tetap pertama ia menggunakan campuran es dan garam dapur yang diberi angka 00F (suhu terendah yang ia ketahui) dan titik tetap kedua ia menggunakan tubuh manusia dan diberi angka 960C.

Berdasarkan definisi modern, skala termometer Fahrenheit adalah skala dengan temperatur air mendidih ditetapkan sebagai 212 derajat dan temperatur es melebur sebagai 32 derajat. Pada jaman dulu termometer ini banyak digunakan di Eropa dan Amerika Serikat, tetapi pada saat ini negara-negara di Eropa sudah banyak beralih ke termometer Celcius sedangkan Amerika Serikat masih tetap menggunakannya.

2. Celcius

Sekitar 20 tahun setelah Fahrenheit membuat termometer, seorang profesor dari Swedia yang bernama Ander Celsius juga membuat termometer. Termometer ini menggunakan titik tetap bawah adalah suhu es sedang mencair sebagai 00C dan titik tetap atas adalah suhu air sedang mendidih sebagai 1000C masing-masing pada tekanan standar. Skala antar kedua temperatur ini dibagi dalam 100 derajat.Termometer ini banyak digunakan oleh negara-negara di dunia, termasuk Indonesia.

Page 16: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

3. KelvinPada dasarnya skala kelvin sama dengan skala celcius (seperseratus).

Hanya saja skala kelvin dimulai dari suhu nol mutlak (0 K) yang besarnya sama dengan -273,150C. Sehingga untuk suhu es mencair sama dengan 273,15 K dan air mendidih sama dengan 373,15 K.

Perbandingan antar skala thermometer

Page 17: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

2.2.4 Konversi Antar Skala Termometer

Untuk mengkorvensi suhu menurut termometer satu ke suhu menurut termometer yang lain, digunakan persamaan sebagai berikut :

Untuk skala Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin berlaku:

2.2.5 Perpindahan Panas (Heat and Mass Transfer)1) Macam-macam Perpindahan Panas

a. Perpindahan Panas Radiasi

Pengertiannya Adalahproses transport panas dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah, bila benda – benda itu terpisah didalam ruang (bahkan dalam ruang hampa sekalipun).q = δ A (T1

4 – T24)

Dimana :            δ = Konstanta Stefan-Boltzman 5,669 x10-      8  w/m2 k4

            A = Luas penampang            T = Temperatur

Page 18: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

b. Perpindahan Panas Konveksi

Pengertiannya adalah transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan, energi dan gerakan mencampur. Proses terjadi pada permukaan padat (lebih panas atau dingin) terhadap cairan atau gas (lebih dingin atau panas).

q = h. A. ΔtDimana :q = Laju perpindahan panas konveksih = Koefisien perpindahan panas konveksi         (w/m2 0C)A = Luas penampang (m2)∆T = Perubahan atau perbedaan suhu        (0C; 0F)Contoh soal perpindahan panas konveksi:Udara pada suhu 20 0C bertiup diatas plat panas 50 x 75 cm. Suhu platdijaga tetap 250 0C. Koefisien perpindahan kalor konveksi adalah 25 W/m20C. Hitunglah perpindahan kalor.Penyelesain :q = h A (Tw - T∞)   = (25)(0,50)(0,75)(250 – 20)   = 2,156 kW

c. Perpindahan Panas Konduksi

Page 19: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

Pengertiannya adalah proses transport panas dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam satu medium (padat, cair atau gas), atau antara medium – medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.Dinyatakan dengan :q = - KA dT/dxDimana :q = Laju perpindahan panas (w)A = Luas penampang dimana panas mengalir (m2)dT/dx = Gradien suhu pada penampang, atau laju perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas xk = Konduktivitas thermal bahan (w/moC)

Page 20: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Thermodinamika adalah ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang enersi yang berubah-ubah karena pengaliran panas dan usaha yang dilakukan.

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

1. Hukum Awal (Zeroth Law) TermodinamikaHukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

2. Hukum Pertama TermodinamikaHukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

3. Hukum kedua TermodinamikaHukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

4. Hukum ketiga TermodinamikaHukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Terdapat berbagai konsep-konsep thermodinamika

1. Sifat Termometrik, yaitu sifat dasar suatu zat yang apabila diubah-ubah suhunya akan berubah pula secara teratur.Adapun sifat-sifat yang berubah antara lain:

- Wujud/bentuknya- Volumenya- Panjang dan Luasnya- Hambatan Listriknya- Warnanya- Daya hantar listriknya.

2. Alat Ukur Suhu- Berdasarnya zat termometriknya,- Berdasarkan pembuatnya, Berdasarkan penggunaanya,

3. Pengaturan Suhu Tubuh:- Pengaturan Temperatur Tanpa Umpan Balik - Pengaturan Temperatur Dengan Umpan Balik 

Page 21: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

- Konveksi : bila suhu sekeliling objek lebih rendah dari suhu lingkungan - Radiasi : suhu udara behubungan langsung dengan tubuh dan suhu

sekeliling objek tersebut sangat rendah - Evaporasi : out put dari evaporasi kulit dan paru-paru - Mekanisme aktivitas tubuh pada lingkungan :- Transfer Panas: Konduksi , Konveksi , Radiasi , Evaporasi  - Energi Panas Di Bidang Medik 

Page 22: randi22620009.files.wordpress.com2019-10-14 · 2.1 PENGERTIAN DAN APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA 2.2 KONSEP-KONSEP TERMODINAMIKA BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA BAB

DAFTAR PUSTAKA

Ruslan,hani ahmadi.2014.Teori dan aplikasi fisika kesehatan.Nuha meika:yogyakarta.

Gabriel,J F .1996.Fisika kedokteran.EGC:Jakarta

http://alcmuthya.blogspot.co.id/2014/10/makalah-termofisika-termodinamika.html