Hukum Thermodinamika dan Penerapannya

(1)

Thermofisika

1.

1. Hukum Thermodinamika dan

_{Hukum Thermodinamika dan}

Penerapannya

2.

2. Pengaturan Suhu Tubuh

_{Pengaturan Suhu Tubuh}

3.

3. Transfer Panas

_{Transfer Panas}

4.

4. Penggunaan Energi panas dalam

_{Penggunaan Energi panas dalam}

pengobatan dan Energi dingin dalam

kedokteran

(2)

Hukum Thermodinamika dan

Penerapannya

• _{Termodinamika adalah : ilmu yang}

mempelajari hukum-hukum yang

mengatur perubahan energi dari suatu

bentuk ke bentuk lain, aliran dan

kemampuan energi melakukan usaha.

• _{Dua istilah yang berkaitan erat dalam}

(3)



_Sistem

adalah : sesuatu yang menjadi subyek

pembahasan atau fokus perhatian.



_Lingkungan

adalah : segala sesuatu yang tidak termasuk

dalam sistem atau segala keadaan di luar

(4)

Metabolisme sebagai konversi energi

 _{Metabolisme : proses perubahan yang terjadi dalam}

satu organisme ( jumlah totalreaksi kimia atau fisika yang diperlukan untuk kehidupan )

 _{Kecepatan metabolisme : kecepatan dimanaenergi}

dalam diubah di dalam tubuh

 _{Dalam metabolisme terkandung Anabolisme dan}

Katabolisme

 _{Anabolisme: menunjukkan reaksi sintesis menjurus ke}

penyimpanan energi di dalam tubuh

 _{Katabolisme:menggambarkan kerusakan jaringan dan}

(5)

Hukum Pertama Termodinamika

• _{Panas neto yang ditambahkan pada}

suatu sistem sama dengan perubahan energi internal sistem ditambah usaha yang dilakukan oleh sistem.

Q = ΔU + W

Q = +  panas masuk ke sistem -  panas keluar dari sistem U = energi internal sistem

W = +  usaha dilakukan oleh sistem -  usaha dilakukan pada sistem

(6)

Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65

kg kg

Kegiatan

Kecepatan

Metabolisme

( Kkal/jam)

Tidur

60 Kegiatan ringan

( makan,

berpakaian)

200 Kegiatan sedang

400 Berlari

1000

Duduk tegak

100

(7)

Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65

kg kg

Kegiatan

Kecepatan

Metabolisme

( Kkal/jam)

Tidur

60 Kegiatan ringan

( makan,

berpakaian)

200 Kegiatan sedang

400 Berlari

1000

Duduk tegak

100

(8)

Hukum II Thermodinamika Hukum II Thermodinamika

Memenuhi Persamaan :

Karena W = Q1-Q2, maka

% 100 1 X Q W =

η

%

100

1 2 1

_x

Q

−

=

η

(9)

ENERGI PANAS DALAM BIDANG

KESEHATAN

Sejarah Penggunaan Panas Dalam Bidang

Kesehatan:

_{Romans 600 thn SM memakai minyak panas untuk} memijat

_{Tuan Fause mempergunakan “ hotsbrichs” dalam} pengobatan nyeri yang disebabkan oleh rheumatik _{Roebereiner 1816 membicarakan pemakaian sinar}

(10)

 _{Lengevin tahun 1917 menemukan “Piezo}

Elektrik Generator “ yang kemudian para klinis mempergunakan Ultrasonik dalam pengobatan

 _{Reyn thn 1913 menggunakan Sinar Ungu Ultra} dalam irradiasi tubuh manusia

 _{Schliepluke thn 1927 melaporkan hasil}

pengobatan dengan mempergunakan “Short Wave Diathermy”

(11)

TRANSFER PANAS

• _{Menurut Hukum “ VANTT HOFF” yaitu menurunnya} reaksi kimia tubuh seiring dngan menurunnya

temperatur tubuh

• _{Reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada} temperatur tubuh

• _{Apabila dalam keadaan dingin yang ekstrim} “Homeostatic Mekanism” Hipotermia

(12)

• _{Keadaan Hipotermia digunakan pada operasi}

jantung sebagai proteksi metabolisme agar dapat mencegah keadan Anoksia karena jaringan

membutuhkan oksigen sangat rendah

• _{Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada}

reaksi biokimia dari organisme itu sendiri, reaksi

panas dan hasil metabolisme serta heat loss melalui lingkungan.

(13)

• _{Energi panas yang hilang atau masuk ke dalam tubuh melalui}

kulit ada empat cara yaitu:

_{KONDUKSI (Conduction)} _{KONVEKSI (Convection)} _{RADIASI (Radiation)} _{EVAPORASI ( Evaporasi)} • Mekanisme:

Energi panas mula – mula akan penetrasi kedalam jaringan kulit dalam bentuk berkas cahaya (radiasi atau konduksi),

kemudian akan menghilang di daerah jaringan yang lebih

dalam berupa panas. Panas akan diangkut kedalam jaringan dengan cara konveksi yaitu melalui aliran tubuh.

(14)

Metode Yang Dipakai Untuk Transfer

Energi Dalam Pengobatan

• _{Metode Konduksi}

• _{Metode Radiasi}

• _{Metode Elektromagnetis}

• _{Metode Ultrasonik}

(15)

Mekanisme hilangnya panas pada Bayi Baru Lahir

(16)

• Kehilangan panas karena udara yang mengalir • Misal : kipas angin, aliran AC, jendela terbuka • Pencegahan ????

(17)

KONDUKSI

• Cara kehilangan panas krn menempel

pada benda dingin

(18)

RADIASI

• Kehilangan panas bayi karena suhu di

ruangan lebih dingin dari suhu tubuh bayi

• Pencegahan : suhu ruangan cukup hangat,

(19)

• Kehilangan panas karena tubuh bayi yang basah (menguap dengan air yang menempel di tubuh

bayi)

• Pencegahan segera keringkan bayi

(20)

KESEIMBANGAN PANAS

 Pengaturan Temperatur Tubuh

Manusia adalah makhluk yang memiliki sistem Homoestatis Suatu sistem yang dapat

mengatur dirinya sendiri

 Proses Homoestatis aktivitasnya diatur oleh assp

yaitu Hypothalamus dengan mengatur

keseimbangan produksi panas dan kehilangan panas

(21)

Hypothalamus terbagi dua yaitu:

1. Hypothalamus Anterior: Mengatur suhu panas yakni

dengan menghilangkan panas dengan pelebaran pembuluh darah permukaan kulit, pertambahan

pernafasan, keringat, anoreksia

2. Hypothalamus Posterior: Mengatur suhu dingin

dengan mengatur pembentukan panas dengan menggigil, penyempitan pembuluh darah

(22)

Mekanisme Aktifitas Pengaturan

Suhu Tubuh Dengan Umpan

Balik

Mekanisme Aktifitas Oleh Dingin:



_Menggigil



_Kelaparan



_{Peningkatan aktifitas otot bergaris}



_{Peningkatan sekresi Norefeneprin}

dan efeneprin

_{dan efeneprin}



_{Penyempitan Pembuluh darah}

kettaneus

_kettaneus



_{Kulit mengkerut}

Peningkatan Produksi

Panas Penurunan

(23)

Mekanisme Aktifitas Oleh Panas:

• Pelebaran pembuluh darah kulit

Pelebaran pembuluh darah kulit

• Berkeringat

Berkeringat

• Peningkatan Pernafasan

Peningkatan Pernafasan

• Nafsu makan berkurang

Nafsu makan berkurang

• Lesu dan lembam

Lesu dan lembam

Peningkatan kehilangan

Panas

Penurunan produksi panas

(24)

TERMOGRAFI

Dasar Termografi

A. Slonim melukiskan distribusi temperatur

permukaan kulit dari satu titik ke titik lain

berbeda-beda. Variasi ini tergantung pada:



Faktor Fisik



Metabolisme internal

(25)

(26)

 Besar – kecilnya radiasi tergantung kepada perbedaan

temperatur yang ada.

 Apabila temperatur suatu benda sangat tinggi akan

tampak Hot Red, pancaran radiasi akan tampak.

 Kulit manusia merupakan radiator infra merah yang

efisien

 Termografi bekerja pada tahap awal angiogenesis, yaitu

suatu penyaluran langsung darah ke sel kanker, yg

merupakan langkah penting sebelum formasi tersebut berkembang tumbuh menjadi seukuran tumor

(27)

 Termografi adalah: Alat diagnostik yang

menggunakan energi panas (mendekati temperatur permukaan kulit) yang memberikan gambaran

termogram

 Suhu permukaan kulit dipengaruhi proses yang

menimbulkan panas dijaringan bawah kulit antara lain: peradangan , gangguan sirkulasi darah, tumor aktif

(28)

Penggunaan Termografi Untuk

Diagnosis

Hal- hal yang dapat didiagnosis dengan tehnik Termografi adalah:

a. Carsinoma Mamma b. Vascular disease

c. Untuk Follow up pada penderita post operasi oleh

karena DM

d. Untuk Cerebral Vascular Diesease e. Artitis Acute

f. Patello Femoral Pain g. Primary Erythelmalgia

(29)

Termografi Memberi Informasi

Penting Untuk Diagnostik

1.

Ca. Mamae yaitu: dengan mamografi akan

tampak temperaturnya lebih tinggi 1

0

C pada

pend Ca. normalnya hasil sama pada bagian

tubuh bilateral

(30)

2.

Termografi payudara adalah metode deteksi Termografi payudara adalah metode deteksi payudara yang sudah ada sejak sekitar

payudara yang sudah ada sejak sekitar

1960-an, menggunakan scanner pemantau panas

an, menggunakan scanner pemantau panas

untuk mendeteksi variasi badab dijaringan

payudara. Namun, scenner infra merah di

tahun-tahun tsb kurang begitu sensitif. Saat

ini termografi payudara yang lebih modenr

telah mengalami kemajuan yang sangat

pesat dibandingkan sebelumnya.

Skrining termografi sangat sederhana. Ia

_{Skrining termografi sangat sederhana. Ia}

mengukur panas radiasi infra merah dari

tubuh dan menerjemah informasi ini ke

dalam bentuk gambar.

(31)



Termografi tidak memakai peralatan

mekanik yang menekan atau radiasi ionisasi,

dan dapat mendeteksi tanda-tanda kanker

payu dara sebelum ia berkembang 10 tahun

lebih awal dibanding mammografi atau

pemeriksaan fisik



Sirkulasi darah anda

yang normal berada

dalam kendali sistem

syaraf autonomik

yang mengatur

fungsi tubuh

(32)

3. menunjukkan pada sendi yang meradang

temperatur naik sampai 5

0

Untuk Amputasi

yaitu: termogram berfungsi untuk

menunjukkan lokasi daerah tubuh yang

mempunyai sirkulasi yang baik

(33)

Hal-hal Yang Diperhatikan

Sebelum Melakukan

Termografi:

 Pakaian penderita harus dilepaskan

 Penderita dibaringkan dalam posisi yang nyaman

dan aman

 Penderita ditempatkan pada suhu ruangan 21 0 C

selama 20 Menit

 Sebelum pelaksanaan penderita diberikan

(34)

Prinsif Kerja Termografi :

Termografi pada prinsifnya ada dua macam:

 Termografi dengan keseimbangan panas

(35)

Termografi Dengan Prinsif

Keseimbangan Panas

Dibuat dari lempengan tipis Nitrat Sellulosa dan dilapisi minyak tipis pengabsorpsi panas.

Permukaan kulit yang telah mencapai keseimbangan panas gambaraan (warna) tertentu pada suatu

temperatur tertentu

Misalnya: Permukaan kulit normal memberikan warna Hijau. Bila suhu meningkat maka terjadi perubahan warna Film Cellulosa dari warna coklat menjadi kemerah-merahan

(36)

Termografi Dengan Prinsif

Fotokonduktivitas

Prinsifnya:

Mempergunakan kamera Infra Merah. Panas yang

dipancarkan permukaan kulit berupa radiasi Infra

merah oleh sususnan optis dijatuhkan kedetektor

infra merah menjadi diskontinu oleh transduser

infra merah dirubah menjadi pulsa listrik.kemudian

diperkuat dengan amplifer kemudian ditampilkan

gambar dilayar Cathode Ray Tube (CRT)

(37)



Untuk mendapatkan hanya berkas infra

merah saja pada transduser dipakai filter

transparan yang hanya melewatkan radiasi

infra merah



Gambaran termograf permukaan tubuh

manusia dalam keadaan normal adalah

symetris bagian kiri dan kanan



Gambaran termograf dapat berwarna hitam

putih



Daerah panas gambarnya putih



Daerah dingin gambarnya hitam

(38)

•

Termograf berwarna gambarannya:Termograf berwarna gambarannya:

Petunjuk Warna dingin:_{Petunjuk Warna dingin:}

Ungu pucat, Hijau, Biru muda_{Ungu pucat, Hijau, Biru muda}

Petunjuk Warna panas:_{Petunjuk Warna panas:}

merah, coklat, kuning dan putih_{merah, coklat, kuning dan putih}

Ung

u

puca

t

Hijau

Biru

_Biru

Mera

_Mera

h

Cokla

t

Kunin Kunin g g

Putih

27

27 º

º

C

28

28 º C

º C

30 ₃₀

º C

_{º C}

31 ₃₁

º C

_{º C}

32 ₃₂

º C

_{º C}

33 ₃₃

º C

_{º C}

34 ₃₄

º C

_{º C}

(39)

Penggunaan Energi panas dalam pengobatan

A.Efek Panas: A.Efek Panas: 1. Fisika 1. Fisika 2. Kimia 2. Kimia 3. Biologi 3. Biologi

B. Metoda yang dipakai dalam pengibatan:

1. Metoda Konduksi 1. Metoda Konduksi 2. Metoda radiasi 2. Metoda radiasi 3. Metoda Elektromagnetis 3. Metoda Elektromagnetis

a. Short wave diathermy

b. Micro wave diathermy

4.Gelombang ultrasonik