PENGATURAN SUHU TUBUH

DR. ZAIRUL ARIFIN, SpA, DAFKDEPARTEMEN FISIKA KEDOKTERAN

FAKULTAS KEDOKTERAN USU MEDAN

HOMEOSTASIS

HOMEOTERM- Pada manusia dan binatang “berdarah

panas”- Panas tubuh dibawa oleh darah- Suhu tubuh hasil keseimbangan produksi panas dan pengeluaran panasPOIKILOTERM- Pada binatang “berdarah dingin”- Suhu tubuh tergantung suhu lingkungan

HYPOTHALAMUS

HYPOTHALAMUS ANTERIOR- Mengatur suhu panas- Menghilangkan panas dengan :

vasodilatasi kulit, RR , berkeringat, anorexia

HYPOTHALAMUS POSTERIOR- Mengatur suhu dingin- Aktifitas pembentukan panas , menggigil,

vasokonstriksi kulit, lapar

HUKUM van HOFF

- Metebolisme tubuh ↓ suhu tubuh ↓

Kebutuhan energi berbanding terbalik dengankenaikkan suhu yang berasal dari :- metabolisme tubuh- kerja otot- lingkungan- makanan hangat- Brown fat

PEMBENTUKAN PANAS

1. Reaksi oksidasi KH, Protein, Lemak

SDA dari makanan : 60% KH, 30 % Protein, Lemak 10%

2. Reaksi biokimia eksoterm

3. Kontraksi otot-otot menggigil

KEHILANGAN PANAS

1. 75 % melalui kulit : - penguapan / keringat - konduksi - konveksi - radiasi2. 20 % melalui paru-paru : - evaporasi3. 5 % melalui ekskreta : - faeces & urine

TRANSFER PANAS PADA MANUSIA

1. KONDUKSI : 3 – 5 %- Perpindahan panas dengan kontak langsung / penghantaran- Jq: kkal/jam, ks: koef.konduksi kulit, ka: koef.konduktivitas udara, T2-T1 : beda suhu udara-kulit, Δx : jarak antaranya

(Hk Newton empiris) Rumus : Jq= ks x ka x (T2-T1) ks+ka Δx

CONTOH SOAL

SUHU UDARA 36°C, SUHU TUBUH YANG

KONTAK LANGSUNG DGN UDARA 37°C.

BERAPA BESAR ALIRAN PANAS

KONDUKSI PADA ORANG ITU BILA

JARAK ANTARANYA 0,01 cm ?

( ANGGAP ks = 1, ka = 0,7 )

KONVEKSI : 15 %

- Perpindahan panas karena aliran panas udara panas < udara dingin- Berbanding lurus dengan perbedaan suhu

kulit dengan kecepatan udara- Rumus : Jq = KcAc( Ts – Ta )- Kc=10,45 – v + 10 v kcal/m2/jam0C- Kecepatan angin antara 2-20 m/dtkTa : suhu udara Ts : suhu tubuh

WINDCHILL

Suhu udara berangin dirasakan lebih dingin dari suhu yang terukur

Ramalan cuaca di musim dingin : suhu

Aktual dan suhu windchill

Kehilangan panas melalui konveksi >

pada udara bergerak daripada udara diam

CONTOH SOAL

SESEORANG BERLIBUR DI PEGUNUNGAN, CUACA CERAH, SUHU UDARA 30° C, KECEPATAN ANGIN340 cm/det. LUAS PERMUKAAN TUBUH

1,2 m2 . BERAPA BESAR ALIRAN PANAS SECARA KONVEKSI PADA ORANG TERSEBUT JIKA SUHU TUBUH DIANGGAP NORMAL ?

RADIASI : 60 %

- Perpindahan panas dari permukaan suatu objek ke objek lain secara pancaran tanpa kontak

- Jq = e A r ( Tw 4 – Ts 4 ) e = emisi permukaan (manusia = 1) =konstante Boltzman(5,67x10 -8 N/m²) r=perbedaan permukaan radiasi efektif Du Bois,0,78 berdiri, 0,85 bergerak A=area, Tw=suhu dinding, Ts=suhu kulit

CONTOH SOAL

SESEORANG LAKI-LAKI ( A = 1,8 m² ),

SEHAT, BERLATIH SENAM DI SUATU

RUANGAN YANG SUHUNYA 27° C.

BERAPA BESAR ALIRAN RADIASI DARI

TUBUH KE UDARA ?

RADIASI TUBUH TERGANTUNG:

1. Suhu permukaan tubuh2. Suhu udara sekitarnya3. Luas permukaan tubuh total & bagian

yang tertutup4. Keadaan permukaan tubuh serta

warnanya5. Warna dan jenis pakaiannya6. Jumlah darah pada pembuluh darah

dekat permukaan kulit

EVAPORASI : 22 %

- Peralihan panas dari cairan uap- Manusia 3,1Cal/g penguapan paru-paru- Jq max = 13,7 - V 0,5 ( P kulit – P udara ) Pkulit = tek. vapor pada kulit (milibar) Pudara = tek. vapor pada udara (milibar) 1 Atm = 1,013 bar 1 Kal(kkal)/jam = 1,162 Watt

CONTOH SOAL

KECEPATAN ANGIN 340 cm/det. TEKANAN UAP AIR PADA KULIT ORANGDENGAN SUHU TUBUH 37°C, 157 milibarTEKANAN UAP AIR DI UDARA 150

milibarBERAPA PANAS YANG HILANG MELALUI EVAPORASI PADA KULIT ORANG ITU ?

KEHILANGAN PANAS LEWAT EVAPORASI

1. PERBEDAAN TEKANAN UAP AIR ANTARA KERINGAT PADA KULIT DENGAN UDARA AMBIEN

2. SUHU LINGKUNGAN RENDAH DARI NORMAL

3. ADANYA GERAKAN ANGIN

4. ADANYA KELEMBABAN

KECEPATAN EVAPORASI TUBUH DITENTUKAN OLEH:

1. KELEMBABAN RELATIF UDARA

2. KECEPATAN BERGERAK UDARA / ANGIN

3. LUAS PERMUKAAN TUBUH YANG TERBUKA

Normal keringat keluar 7 kkal/jam atau 7% dari pengeluaran panas tubuh walau

tak terasaUdara panas/berolahraga,keluar keringat1 liter/jamPenguapan 1 liter(1 kg) membawa panas580 kkalJumlah yang menguap tergantung gerakan udara dan kelembaban relatif

Pengeluaran panas melalui paru, waktu

Inspirasi udara jadi jenuh oleh air

Air tambahan waktu ekspirasi membawa

panas keluar dalam jumlah sama seperti

pada kulit

Pengeluaran panas total melalui bernafas

14% dari pengeluaran panas tubuh

PAKAIAN MENCEGAH TRANSFER PANAS

- JENIS BAHAN PAKAIAN- TEBALNYA- TENUNAN / RAJUTAN- UKURAN BENANGNYA- WARNANYA (UNTUK RADIASI)- WIND PROOF (UNTUK KONVEKSI)- PAS KE TUBUH (UNTUK KONVEKSI)- DAYA SERAP KERINGAT (EVAPORASI)

EFEK BUSANA - Clo

SUHU KULIT NORMAL NYAMAN : 34° C

SATUAN BUSANA – Clo :

-NILAI INSULATIF BUSANA AGAR NYAMAN :

- SUHU 21° C

- KECEPATAN ANGIN 0,1 m/det.

- KELEMBABAN < 50%

1 Clo : BUSANA BIASA/RINGAN UNTUK KERJA 2 Clo : LEBIH MAMPU BERTAHAN PADA SUHU DINGIN 4 Clo : INSULASI BUSANA SESEORANG DI KUTUB6 Clo:INSULASI BULU SERIGALA KUTUB