Wujud Zat

Padat Cair Gas

.

1.Bentuk dan volume tetap

1. Volume tetap, bentukmenyesuaikan tempatnya

1. Volume dan bentukmenyesuaikan medianya

2. molekul terikat secaralonggar tapi tetapberdekatan

2. molekul bergerak bebas

3 Tekanan pada dinding medianya terjadi karena gaya gravitasi.

3. Tekanan pada dinding tempatnya terjadi karena perubahan momentum.

2. molekul terikat secararapat

tApP ΔΔ= /ghA

mgP ρ==

Zat cair dan gas dinamakan fluida karena dapat mengalir.Fluida ideal

tidak kompresibelketika bergerak tidak mengalami gesekanAlirannya stasioner

Fluida sejatikompresibelketika bergerak mengalami gesekanAlirannya tidak stasioner

Tekanan : gaya yang bekerja pada suatu benda persatuan luas

dengan tekanan ( 1 pa =1 N/m2)gayaluas bidang tekan

Tekanan hidrostatik ( tekanan zat cair) : dengan tekanan pada kedalaman h

massa jenis zat cairpercepatan gravitasikedalaman zat cair

AFP =

=P=F=A

ghP ρ= =ρ=P

=g=h

Bejana BerhubunganBejana Berhubungan diisi denganzat cair yang sejenis dalam keadaansetimbang, tinggi permukaan zat cairdalam pipa-pipa bejana berhubunganitu sama tinggi.

Bejana Berhubungan diisi dengan zatcair yang tak sejenis dalam keadaansetimbang, tinggi permukaan zat cairdalam pipa-pipa bejana berhubunganitu memenuhi pesamaan:

ρA . hA = ρ B .h B

dengan: ρA =massa jenis zat cair A ρB =massa jenis zat cair B hA =tinggi zat cair A dari bidang batas antara kedua zat cair hB =tinggi zat cair B dari bidang batas antara kedua zat cair

Prinsip PascalPrinsip Pascal : Tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruangtertutup diteruskan sama besar ke segala arah, ini adalah prinsip Pascal. Sebagai contoh sederhana aplikasi dari hukum Pascal adalah dongkrakhidrolik.

Contoh Soal: Konsep Hukum Pascal 1. Sebuah pompa hidrolik memiliki penghisap kecil yang

diameternya 10 cm dan penghisap besar diameternya 25 cm. Jika penghisap kpecil ditekan dengan gaya F, maka padapenghisap besar dihasilkan gaya 1600 N. Hitung besar gaya F.

2. Sebuah bejana U berisi fluida. Seperti pada gambar disamping. Bila penghisap A mempunyai luas 6 cm , berapa luas penghisap B. Jika pada penghisap A diberi beban 250 N dan beban pada penghisap B

700 N.

2

2

1

1

AF

AF

=

Hukum ArchimedesBenda padat yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam zat cair mendapat gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan.

dengan gaya archimidesmassa jenis zat cairpercepatan gravitasivolume zat cair yang tercelup

Keadaan benda yang tecelup dalam zat cair:TenggelamMelayangTerapung

Berat benda : dengan massa jenis zat cairvolume benda

pA gVF ρ==AF=ρ=g=pV

zatcairbenda ρρ >

zatcairbenda ρρ =

zatcairbenda ρρ <

bb gVW ρ=

FA

=bρ

=bV

Tegangan permukaan : untuk yang memiliki 2 permukaan

untuk yang memiliki 1 permukaan

dengan gaya tegang permukaan panjang lapisan cair

Permukaan batas akan cekung atau cembung akibat :gaya adhesi : gaya antara molekul zat yang tak sejenisgaya kohesi : gaya antara molekul zat yang sejenis

Kapilaritas: gejala naik turunnya permukaan zat cair dalam suatu pipa kapiler(sempit). Kenaikan air dalam pipa kapiler diberikan oleh rumus:

Besarnya viskositas menyatakan kekentalan fluida ( satuan PI atau N.S/m2 ).

lF2

=γ

lF

=γ

=AF=l

grh

ρθγ cos2

=

h h

B. Fluida Dinamis ( fluida yang bergerak)Konsep aliran fluida

Setiap partikel dalam fluida dinamis, akan bergerak menurut jenisaliran tertentu. Lintasan yang ditempuh oleh satu partikel dalam fluida yangmengalir dinamakan garis alir (flow line). Ada dua jenis aliran fluida: (a) aliran laminer /aliran garis arus (streamline), (b) aliran turbulen. Pada aliran tunak kecepatan aliran partikel fluida pada setiap titikkonstan terhadap waktu, sehingga partikel-partikel fluida yang lewat padasuatu titik akan bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama, Pada aliran turbulen ditandai dengan adanya aliran yang berputar,

.

A v

ALIRAN LAMINER DAN TURBULENAliran laminer dapat berubah menjaditurbulen, jika jari-jari pembuluh darahdiciutkan/diperkecil atau kecepatanaliran diperbesar sehingga mencapaikecepatan kritis,yaitu

η = viskositas darah/fluidaρ = massa jenis darah/fluidaR= Jari-jari pembuluhK= Bilangan Reynold

RKVC ρ

η=

Persamaan Kontinyuitas

( menghubungkan kecepatan fluida di suatu tempat dengan tempat yang lain )

A = Luas penampangv = Kecepatan

Debit= laju aliran : volume fluida yang mengalir melalui sebuah penampang tiapdetiknya

V = volumet = waktu

Persamaan BernoulliP : Tekananv : kecepatan

h : tinggi titik dari acuan

2211 vAvA =

tVAvQ /==

22

221

212

21

1 ghvPghvP ρρρρ ++=++

A1 A2

• Pendekatan yang dipakai pada persamaan Bernoulli :1. Tidak ada gesekan dalam zat cair2. aliran stasioner3. aliran steady ( mengalir melalui lintasan tertentu )4. tidak termampatkan ( incompresible)

Hukum Poiseuille• Aliran fluida melalui pipa berbentuk silinder sepanjang L dengan jari-

jari penampang r adalah:

• (Hukum Poiseuille)

LpprQ

ηπ

8)( 21

4 −=

Dengan persamaan Poiseuille, jelaskan mengapa manula mudahterkena penyakit darah tinggi dan terkena stroke?

Gaya Stokes

Suatu bola (sel darah merah/eritrosit) berjari- jari r yang bergerak dengan kecepatan v dalam suatu fluida ( plasma darah) yang memiliki viskositas η, akan mengalami gaya hambatan yang besarnya : ( gaya stokes)Kecepatan terminal yaitu kecepatan saat besar gaya stokes sama dengan besar gaya gravitasi ,

dengan massa jenis bola

Kecepatan terminal (mengedap/sedimentasi)dari eritrosit (bola) yang dijatuhkan dalam plasma (fluida ):

dengan massa jenis fluida

Data kecepatan sedimentasi eritrosit digunakan untuk mendiagnosapenyakit: Rhematic dan gout

vrFs ηπ6=

ηρ

92 2 grv = =ρ

ηρρ

9)(2 2

fgrv

−=

=fρ

Penentuan kecepatan endapan darah di rumah sakitdikenal dengan nama:

1. BBS = Blood Bezinking snelheid2. BSR = Basal Sedimentasi rate3. LED = Laju Endapan Darah4. KPD = Kecepatan Pengendapan darah

Penentuan BBS dilakukan dengan mengambil darahyang telah dicampur dengan Na-Citrat, kemudiandimasukkan dalam tabung westergen dan dibiarkanselama 30 menit.BBS untuk laki-laki normal : 2 -7 mm/30 menitBBS untuk wanita normal : 3 -10 mm/30 menit

Kecepatan endapan darah dapat dipercepat dengan sentrifuge, danpercepatan efektifnya

dengan f = frekuensi putaranr = jar-jari tabung

Untuk t =30 mnt, f=300 rpm dan r=22cm diperoleh:a. hematrokit : 40 -60 % eritrocitb. anemia : eritrocit < 40 %c. polycythemia : eritrocit > 60 %

rfgefektif224π=

Bunyi JantungSuara jantung dapat didengar dengan stetoskop, karena adanya vibrasipada jantung dan pembuluh darah besar. Saat katup jantung membuka ataumenutup, akan terjadi aliran turbulen dan mengeluarkan suara.

Tekanan Jantung

Category Systolic (mm Hg)

Diastolic (mm Hg)

Normal* < 120 < 80Prehypertension 120-139 80-89Stage 1 Hypertension 140-159 90-99

Stage 2 Hypertension ≥ 160 ≥ 100

Aliran Darah

Darah mengalir dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekananrendah, sesuai persamaan poiseuile dan hukum bernouli.

Mengukur Tekanan darah: Saat terjadi tekanan sistol maka akanterdengar bunyi korotkof (K), sebagai akibat vibrasi turbulensi darah.

Gas mol (n) = massa ( gram)/massa molekul (g/mol)1 mol= jumlah zat yang berisi atom atau molekul sebanyak yang adadi 12,00 gram C12 Hukum Boyle ( T tetap )PV = tetap atau P1V1=P2V2Hukum Charles ( P tetap)V/T = tetapHukum Gay Lussac ( V tetap )P/T = tetapHukum gas Ideal :

P : TekananV : Volumen : jumlah molR : konstanta gas=8,315 J/(mol K) T : temperatur

Pengaruh ketinggian terhadap tekanan barometrikSemakin tinggi suatu tempat di atas permukaan air laut, maka akan terjadi penurunan tekananbarometrik → penurunan tekanan O2 , Co2 dan N2Efek tekanan terhadap kesehatan

23000 feet →hemoglobin jenuh dengan O2 → jaringan kekurangan O220000 - 24000 feet → keadaan kritis30000 feet → 1 menit → koma20000 feet → 10 menit → collaps

nRTPV =