TERMODINAMIKA TUBUH
Sistem dan Lingkungan Suatu sistem
termodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek
analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas
antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary), seperti
terlihat pada Gambar 1. Dalam aplikasinya batas sistem merupakan bagian dari
sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau
bergerak. Batas Sistem sistem LI NGKUN
11. GAN 11 Gb.1 Skema sistem temodinamikaB.
Jenis Sistem Termodinamika Ada tiga jenis sistem termodinamika berdasarkan
jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan: 1. Sistem
Terisolasi Pada sistem ini tidak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja
dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi,
seperti tabung gas terisolasi. 2. Sistem Tertutup Pada sistem ini terjadi
pertukaran energi tapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah
hijau adalah contoh dari sistem tertutup dimana terjadi pertukaran panas tetapi
tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem
12. 12 terjadi pertukaran panas, kerja atau
keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya: a pembatas
adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas. b pembatas rigid: tidak
memperbolehkan pertukaran kerja. 3. Sistem Terbuka Pada sistem ini terjadi
pertukaran energi dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas
memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh
dari sistem terbuka.C. Hukum I Termodinamika Hukum termodinamika pertama
berbunyi “Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi dapat dikonversi
dari suatu bentu ke bentuk yang lain”. Hukum pertama adalah prinsip kekekalan
energi yang memasukan kalor sebagai model perpindahan energi. Menurut hukum
pertama, energi di dalam suatu benda dapat ditingkatkan dengan cara menambahkan
kalor ke benda atau dengan melakukan usaha pada benda. Hukum pertama tidak
membatasi arah perpindahan kalor yang dapat terjadi. Berdasarkan hukum
kekekalan energi maka Hukum I Termodinamika dirumuskan:
13. 13 Yaitu : ∆U = Q + W Dengan : ∆U = U2-U1
Jadi, hukum pertama termodinamika adalah prinsip kekekalan energi yang
diaplikasikan pada kalor, usaha, & energi dalam. Hukum I termodinamika
menyatakan bahwa kalor yang terlibat diubah menjadi perubahan energi dalam
& usaha.D. Penerapan Hukum I Termodinamika pada Proses Termodinamika Hukum
pertama termodinamika dilakukan dalam empat proses, yaitu: 1. Proses Isotermal
Dalam proses ini, suhu sistem dijaga agar selalu konstan. Suhu gas ideal
berbanding lurus dengan energi dalam gas ideal dan tekanan sistem berubah
penjadi (tekanan sistem berkurang).
14. 14 Gb.1 grafik proses isotermal2. Proses
Adiabatik Dalam proses adibiatik, tidak ada kalor yang ditambahkan pada sistem
atau meninggalkan sistem (Q = O). Proses adibiatik bisa terjadi pada sistem
tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup yang terisolasi
dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya mengalir kedalam sistem
atau meninggalkan sistem. Proses adibiatik juga bisa terjadi pada sistem
tertutup yang tidak terisolasi. Proses dilakukan dengan sangat cepat sehingga
kalor tidak sempat mengalir menuju sistem atau meninggalkan sistem.
15. 15 Gb.2 grafik proses adiabatik3. Proses
Isokhorik Dalam prose isokhorik, volume sistem dijaga agar selalu konstan.
Karena volume sistem selalu konstan, maka sistem tidak bisa melakukan kerja
pada lingkungan. Demikian juga sebaliknya, lingkungan tidak bisa melakukan
kerja pada sistem. Gb.3 grafik isokhorik4. Proses Isobarik
16. 16 Dalam proses isobarik, tekanan sistem
dijaga agar selalu konstan. Karena yang konstan adalah tekanan maka perubahan
energi dalam (∆U) ,kalor (Q), dan kerja (W) pada proses isobarik tidak ada dan
bernilai nol. Dengan demikian, persamaan hukum pertama termodinamika tetep utuh
seperti semula. Gb.4 grafik isobarikE. Hukum I Termodinamika pada Manusia Kita
bisa menerapkan hukum pertama termodinamika pada manusia : Agar bisa bertahan
hidup, setiap makhluk hidup, baik manusia, hewan atau tumbuhan tentu saja
membutuhkan energi. Kita tidak bisa belajar, jalan-jalan atau berolahraga kalau
tubuh kita lemas tak berdaya karena kekurangan energi. Biasanya tubuh
memperoleh energi dari makanan. Ketika menyantap makanan, kita membawa energi
potensial kimia yang terkandung dalam makanan ke dalam tubuh. Adanya tambahan
17. 17 energi dari makanan menyebabkan energi
potensial kimia dalam tubuh kita bertambah (∆U bertambah). Selanjutnya energi
tersebut dipakai untuk melakukan Kerja (W). Banyak sekali bentuk kerja yang
kita lakukan, olahraga, jalan-jalan, belajar dan lain sebagainya. Energi yang
kita peroleh dari makanan juga digunakan tubuh untuk menghasilkan sel-sel yang
baru, menggantikan sel-sel lama yang rusak. Adanya sel-sel yang baru membuat
dirimu bisa bertambah tinggi, dan gemuk. Selain dipakai untuk melakukan kerja,
sebagian energi dibuang ke luar tubuh (udara dan sekitarnya) dalam bentuk kalor
alias panas. Setiap proses metabolisme dalam tubuh biasanya menghasilkan kalor
atau panas. Demikian juga ketika melakukan kerja, tubuh terasa panas. Panas
alias kalor tersebut dibuang melalui keringat (melalui poses penguapan) dan
lain- lain. Setelah melakukan kerja dan membuang-buang kalor ke luar tubuh,
kita akan merasa lapar lagi. Ketika merasa lapar, tubuh memberi tahu kita bahwa
stok energi dalam berkurang. Dan kita akan menambah energi dengan makan.F.
Aplikasi Hukum I Termodinamika dalam Kehidupan
Selain pada proses termodinamika dan manusia, penerapan hukum I termodinamika
juga dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misal:
18. 181. Termos
Pada alat rumah tangga tersebut terdapat aplikasi hukum I termodinamika dengan
sistem terisolasi. Dimana tabung bagian dalam termos yang digunakan sebagai
wadah air, terisolasi dari lingkungan luar karena adanya ruang hampa udara di
antara tabung bagian dalam dan luar. Maka dari itu, pada termos tidak terjadi
perpindahan kalor maupun benda dari sistem menuju lingkungan maupun
sebaliknya.2. Mesin kendaraan bermotor Pada mesin kendaraan bermotor terdapat
aplikasi termodinamika dengan sistem terbuka. Dimana ruang didalam silinder
mesin merupakan sistem, kemudian campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam
silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot.v
TEMPERATUR(SUHU)
Suhu adalah besaran fisika yang
menyatakan derajat panas suatu zat. Alat untuk mengukur suhu disebut
termometer. Pada termometer, zat yang paling banyak digunakan adalah alkohol
dan raksa. Yang menjadi pelopor pembuatan termometer adalah Galileo Galilei
(1564-1642). Prinsip kerja termometer buatan Galileo didasaran pada perubahan
volume gas di dalam labu. Prinsip kerja termometer biasanya menggunakan sifat
pemuaian zat cair. Jadi, pemuaian adalah bertambahnya volume suatu zat
akibat bertambahnya suhu zat. kenaikan suhu untuk menaikan suhu
suatu zat di perlukan kalor ( Q ), besarnya tergantung jenis zatnya, banyaknya
zat yang dipanaskan dan kenaikan suhu yang diinginkankalor jenis ( c )adalah
kalor yang dibutuhkan 1 kg zat untuk menaikan 1°C
Jenis-jenis thermometer
Ada 3 jenis termometer, yaitu termometer laboratorium,
termometer klinis dan termometer ruang.
Termometer laboratorium
Termometer
laboratorium
biasanya menggunakan zat cair raksa atau alkohol. Jika cairan tersebut
bertambah panas, cairan tersebut akan memuai sepanjang pipa berskala °C (Celcius).
Termometer ini biasanya ditemukan di laboratorium sekolah. Agar sensitif,
ukuran pipa tersebut harus dibuat sekecil mungkin (pipa kapiler). Agar
termometer cepat bereaksi terhadap perubahan suhu, dinding wadah cairan harus
dibuat tipis sehingga panas masuk ke cairan secara menyentuh ujung termometer
Termometer klinis
Termometer
klinis
biasanya diperlukan sebagai keperluan pengobatan. Perawat atau dokter dapat
menunjukkan suhu badan pasien dalam waktu yang agak lama. Tujuan dari
termometer klinis adalah agar tidak terjadi kesalahan dalam . Termometer klinis
memiliki sebuah lekukan sempit di atas wadahnya. Ketika digunakan untuk
mengukur suhu tubuh pasien, raksa dalam wadah akan memuai melewati lekukan
sempit dan menunjukkan posisi suhu pasien yang diukur. Ketika termometer
dikeluarkan dari mulut / ketiak pasien, raksa tidak dapat kembali lagi ke wadah
karena celahnya terlalu sempit. Dengan demikian, kolom raksa tetap menunjukkan
suhu pasien sampai dokter selesai membaca suhunya.
Raksa dapat dikembalikan ke tempat semula
dengan cara menggoyang-goyangkan termometer selama beberapa kali.
Termometer ruang
Fungsi
dari termometer ruang adalah untuk menguur suhu ruangan. Oleh karena
itu, termometer ini sering kita lihat dipasang pada dinding ruangan. Karena
suhu ruangan hampir tidak mungkin melebihi 50°C dan tidak mungkin kurang dari
-50°C, skala termometer ruang terbatas hanya dari skala -50°C sampai dengan
suhu 50°C.
Skala suhu
a.
Skala Celcius (°C )
Skala
celcius dikembangkan oleh ahli astronomi Swedia Anders Celcius (1701-1744) pada
tahun 1742, mengusulkan suatu skala sebagai patokan untuk mengukur suhu. Skala
celcius memiliki seratus derajat panas yang terbagi rata antara suhu air
membeku dan suhu air mendidih.
b.
Termometer Reaumur (°R )
Titik
tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara
titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
c.
Termometer Fahrenheit (°F )
Titik
tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang
dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan
titik tetap atas dibagi 180 skala.
d.
Termometer Kelvin ( K )
Pada
termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu
mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel
benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu
air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas
termometer Kelvin dibagi menjadi 100 skala. suhu
Definisi operasional nyaman suhu adalah bahwa hal itu adalah ukuran rata-rata energi kinetik translasi yang terkait dengan gerakan mikroskopis teratur dari atom dan molekul.
Definisi operasional nyaman suhu adalah bahwa hal itu adalah ukuran rata-rata energi kinetik translasi yang terkait dengan gerakan mikroskopis teratur dari atom dan molekul.
Aliran panas dari daerah bersuhu tinggi
menuju daerah bersuhu rendah. Rincian dari hubungan dengan gerakan molekul
dijelaskan dalam suhu theory.The kinetik ditentukan dari teori kinetik disebut
suhu kinetik. Suhu tidak berbanding lurus dengan energi internal karena suhu
hanya mengukur bagian energi kinetik dari energi internal, sehingga dua benda
dengan suhu yang sama secara umum tidak memiliki energi internal yang sama
(lihat contoh air logam). Suhu diukur dalam salah satu dari tiga skala
temperatur standar (Celcius, Kelvin, dan Fahrenheit). Suhu standar Poin
Sementara pengobatan khas skala temperatur mengambil titik beku air menjadi 0C dan titik didih pada tekanan standar untuk menjadi 100C , ada perawatan yang lebih tepat poin standar untuk mendefinisikan suhu . Dengan perjanjian internasional , satu titik standar adalah triple point air yang telah didefinisikan sebagai 273.16K . Pembekuan titik air pada tekanan atmosfer adalah 01 K di bawah ini pada 273.15K . Untuk mendapatkan titik standar kedua melalui termometer yang tidak tergantung pada substansi tertentu yang digunakan untuk membuatnya , termometer gas konstan volume dipilih untuk mengukur titik didih air . Metode ini didasarkan pada hukum gas ideal , yaitu asumsi bahwa jika volume tetap , suhu berbanding lurus dengan tekanan . Pengukuran ini mengarah ke titik didih 373.125K atau 99,975 C di atas titik beku pada tekanan standar. Pengukuran ini bebas dari gas yang digunakan untuk membuat termometer . Gas biasa tidak berperilaku persis seperti gas ideal dan lebih baik dijelaskan oleh van der Waals persamaan keadaan , tetapi karena mereka diekstrapolasi ke tekanan nol , mereka semua proyek dengan nilai yang sama untuk nol dari skala Kelvin
Sementara pengobatan khas skala temperatur mengambil titik beku air menjadi 0C dan titik didih pada tekanan standar untuk menjadi 100C , ada perawatan yang lebih tepat poin standar untuk mendefinisikan suhu . Dengan perjanjian internasional , satu titik standar adalah triple point air yang telah didefinisikan sebagai 273.16K . Pembekuan titik air pada tekanan atmosfer adalah 01 K di bawah ini pada 273.15K . Untuk mendapatkan titik standar kedua melalui termometer yang tidak tergantung pada substansi tertentu yang digunakan untuk membuatnya , termometer gas konstan volume dipilih untuk mengukur titik didih air . Metode ini didasarkan pada hukum gas ideal , yaitu asumsi bahwa jika volume tetap , suhu berbanding lurus dengan tekanan . Pengukuran ini mengarah ke titik didih 373.125K atau 99,975 C di atas titik beku pada tekanan standar. Pengukuran ini bebas dari gas yang digunakan untuk membuat termometer . Gas biasa tidak berperilaku persis seperti gas ideal dan lebih baik dijelaskan oleh van der Waals persamaan keadaan , tetapi karena mereka diekstrapolasi ke tekanan nol , mereka semua proyek dengan nilai yang sama untuk nol dari skala Kelvin
Hukum Kekekalan Energi
Hukum Kekekalan Energi (Hukum I termodinamika) berbunyi: “Energi dapat
berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun
dimusnahkan (konversi energi)”.
Hukum Kekekalan Massa
Hukum kekekalan Massa dikemukakan oleh Antoine Laurent Lavoisier
(1743-1794) yang berbunyi: ”Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah
reaksi adalah sama”, dengan kata lain massa tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan. Artinya selama reaksi terjadi tidak ada atom-atom pereaksi
dan hasil reaksi yang hilang.
ENERGI TUBUH
Energi dari suatu benda adalah ukuran
dari kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Dalam ilmu fisika
energi terbagi dalam berbagai macam/jenis, antara lain :
- energi potensial
- energi kinetik/kinetis
- energi panas
- energi air
- energi batu bara
- energi minyak bumi
- energi listrik
- energi matahari
- energi angin
- energi kimia
- energi nuklir
- energi gas bumi
- energi ombak dan gelombang
- energi minyak bumi
- energi mekanik/mekanis
- energi cahaya
- energi listrik- dan lain sebagainya
- energi kinetik/kinetis
- energi panas
- energi air
- energi batu bara
- energi minyak bumi
- energi listrik
- energi matahari
- energi angin
- energi kimia
- energi nuklir
- energi gas bumi
- energi ombak dan gelombang
- energi minyak bumi
- energi mekanik/mekanis
- energi cahaya
- energi listrik- dan lain sebagainya
A. Energi potensial atau Energi
Diam
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya.
Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya.
Rumus atau persamaan energi
potential :
Ep = m.g.h
Ep = m.g.h
keterangan
Ep = energi potensial
m = massa dari benda
g = percepatan gravitasi
h = tinggi benda dari tanah
Ep = energi potensial
m = massa dari benda
g = percepatan gravitasi
h = tinggi benda dari tanah
B. Energi Kinetik atau Kinetis
Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik.
Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik.
Rumus atau persamaan energi
kinetik :
Ek = 1/2.m.v^2
Ek = 1/2.m.v^2
keterangan
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2
Ep = energi kinetik
m = massa dari benda
v = kecepatan dari benda
v^2 = v pangkat 2
C. Hukum Kekekalan Energi
” Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan ”
Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan.
” Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan ”
Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan.
Rumus atau persamaan mekanik
(berhubungan dengan hukum kekekalan energi) :
Em = Ep + Ek
Em = Ep + Ek
keterangan
Em = energi mekanik
Ep = energi kinetik
Ek = energi kinetik
Em = energi mekanik
Ep = energi kinetik
Ek = energi kinetik
Energi Dalam Tubuh
- Energi Listrik, yaitu pada konduksi impuls saraf dan kontraksi otot
- Energi kimia, yaitu pada pemecahan ikatan kimia dalam makanan
- Energi mekanik, yaitu pada peristiwa pemompaan pada jantung,
- Energi bunyi, kemampuan mendengar dan berbicara
- Energi panas, tubuh dapat mempertahankan temperatur tubuh, demam, menggigil Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Tubuh dapat mengubah satu bentuk energi ke bentuk lainnya, dan seringkali terjadi sejumlah perubahan bentuk energi
Satuan Energi :
Dalam SI : Joule (J), satuan lain
adalah Kalori ( energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gr
air sebanyak 1 oC
Joule dan kalori adalah satuan
yang kecil, sehingga yang sering digunakan adalah kilojoele dan kilokalori,
dimana :
1 kal = 4,183 kJ
Karbohidrat berguna sebagai sumber
energi bagi tubuh. Karbohidrat tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen
(H), dan oksigen (O). Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi tubuh kita
karena 80% dari kalori yang diperlukan tubuh manusia berasal dari karbohidrat.
Setiap 1 gram karbohidrat mengandung 4,1 kalori.
Bahan makanan yang banyak
mengandung karbohidrat antara lain : beras, jagung, sagu, gandum, singkong,
ubi, kentang, talas, buah-buahan, dan gula.
Soal :
Konversikan nilai energi berikut
dari
kJ/100 gr menjadi Kalori/100 gr:
a. apel 150 kJ/100 gr
b. biskuit 2026 kJ/100 gr
c. ayam 408 kJ/ 100 gr
Makanan mana yang mengandung
energi paling banyak? Kebutuhan Energi TubuhMakanan yang dimakan akan digunakan sebagai
bahan mentah untuk pertumbuhan, perbaikan, dan pembaharuan se-sel dalam tubuh, tetapi
kegunaan utamanya adalah sebagai sumber energy Kandungan energi dalam
makanan tidak sama dengan nilai kesehatan suatu makanan! Daftar kandungan energy pada makanan
|
Makanan
|
Kandungan Energi(kal/100gr)
|
|
Roti (putih)
Susu
skim
Jeruk
Pisang
Margarin
Mentega
Kentang
rebus
Ayam
Keripik
Nasi
Pasta
|
968
160
160
360
3436
3376
356
408
1100
1484
1468
|
Laju Metabolisme Basal ( BMR)
Laju metabolisme basal adalah
energi yang harus dikeluarkan tubuh untuk mempertahankan hidup, yaitu energi
yang diperlukan untuk mempertahankan denyut jantung, ventilasi paru, dan
menjaga kehangatan tubuh
Satuan : kilojoule/jam
Faktor yang mempengaruhi BMR
n Jenis kelamin
n Penyakit
n Cuaca
n Olah raga
n Tidur/bangun
n Stress
n Usia
n Makanan
n kehamilan
Indeks Masa Tubuh (IMT)
berat badan ( kg)
IMT=————————-
tinggi badan2 (m2)
<
20 berat badab kurang
20 – 25 berat badan ideal
25 – 30 berat badan berlebih
30 – 40 obes
>
40 sangat obes
inspirethesphere/2010/08/hukum-kekekalan-energi-dan-massa.html
Perubahan
Energi pada
Tubuh Manusia
Manusia
dalam melakukan kegiatan/aktivitas setiap hari membutuhkan energi, baik untuk
bergerak maupun untuk bekerja. Kemampuan tubuh manusia untuk melangsungkan
kegiatannya dipengaruhi oleh struktur fisiknya. Tubuh manusia terdiri dari
struktur tulang, otot, syaraf, dan proses metabolisme.
Rangkah
tubuh manusia disusun dari 206 tulang yang berfungsi untuk melindungi dan
melaksanakan kegiatan fisiknya, dimana tulang-tulang tersebut dihubungkan
dengan sendi-sendi otot yang dapat berkontraksi.
Otot-otot
ini berfungsi mengubah energi kimia menjadi energi mekanik, dimana kegiatannya
dikontrol oleh sistem syaraf sehingga dapat bekerja secara optimal. Hasil dari
proses metabolisme yang terjadi di otot, berupa kumpulan proses kimia yang
mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk, yaitu energi mekanik dan energi
panas. Proses dari pengubahan makanan dan air menjadi bentuk energi.
Tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel
dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur
penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi
tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah
merah yang mempunyai fungsi sebagai alat tranportasi bahan makanan dan oksigen
di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk dikeluarkan.
Disamping itu, hampir semua sel juga mempunyai kemampuan untuk berkembang biak,
walaupun sel-sel tertentu rusak karena suatu sebab, sel-sel yang tersisa dari
jenisnya akan membelah diri secara kontinyu sampai jumlah yang sesuai/membentuk
seperti semula. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama
untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi energi
di semua sel pada dasarnya sama.
Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak,
dan protein yang dioksidasi akan menghasilkan energi. Energi dari karbohidrat,
lemak, dan protein semuanya digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine
TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi
bagi banyak fungsi sel. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi
Adenosine DiPosphate (ADP) akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan
cukup untuk berlangsungnya hampir semau langkah reaksi kimia dalam tubuh.
Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa
ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang dalam
bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi adalah untuk
mensintesis komponen sel yang penting, kontraksi otot, dan transport aktif
untuk melintasi membran sel.
Bila dilihat secara persentase, energi yang
menjadi panas sebesar 60% selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi
energi yang menjadi panas sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional
sel. Sehingga hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh
sistem fungsional sel.
Dan walaupun demikian, sebagian besar energi
ini juga menjadi panas karena:
- Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk membentuk ikatan peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan dalam bentuk panas ke dalam tubuh.
- Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan dalam jaringan akan menimbulkan panas.
- Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri sehingga menyebabkan reservoar energi potensial. Pada saat darah mengalir melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi panas.
Oleh karena itu, dapat dikatakan semua energi
yang digunakan oleh tubuh diubah menjadi panas, kecuali di otot yang digunakan
untuk melakukan beberapa bentuk kerja di luar tubuh.
Posted in Fisika, Kedokteran
Kata kunci: zat makanan yang menjadi sumber energi utama bagi tubuh adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, fungsi utama transpor aktif bagi sel, contoh perubahan energi pada manusia, pengertian energi dalam tubuh manusia, perubahan energi pada manusia, senyawa yang dilibatkan untuk mengubah energi yang terdapat dalam makanan menjadi energi mekanik yang berupa gerakan otot adalah, artikel energi dalam tubuh manusia, perpindahan energi pada manusia, fungsi sumber energi, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia menjadi energi mekanik yang digunakan otot, Senyawa Sumber energi dalam tubuh manusia, senyawa yang dilibatkan untuk mengubah energi yang terdapat dalam makanan menjadi energi mekanik yang brupa gerakan otot adalah, Senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yg terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot, sumber utama energi gerak otot, Sumber energi yang digunakan pada seluruh reaksi kimia, Sumber atp untuk metabolisme protein,
Kata kunci: zat makanan yang menjadi sumber energi utama bagi tubuh adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, fungsi utama transpor aktif bagi sel, contoh perubahan energi pada manusia, pengertian energi dalam tubuh manusia, perubahan energi pada manusia, senyawa yang dilibatkan untuk mengubah energi yang terdapat dalam makanan menjadi energi mekanik yang berupa gerakan otot adalah, artikel energi dalam tubuh manusia, perpindahan energi pada manusia, fungsi sumber energi, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia menjadi energi mekanik yang digunakan otot, Senyawa Sumber energi dalam tubuh manusia, senyawa yang dilibatkan untuk mengubah energi yang terdapat dalam makanan menjadi energi mekanik yang brupa gerakan otot adalah, Senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yg terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot adalah, senyawa yang terlibat dalam pengubahan energi kimia yang terdapat pada makanan menjadi energi mekanik yang digunakan otot, sumber utama energi gerak otot, Sumber energi yang digunakan pada seluruh reaksi kimia, Sumber atp untuk metabolisme protein,
Panas
suatu benda tergantung pada suhu benda tersebut. Semakin tinggi suhu benda, maka benda semakin panas. Panas
berpindah dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat bersuhu
rendah. Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor,
misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun
penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor,
misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastic (jenis bukan logam). Apabila
ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:
konveksi
(aliran),
radiasi (pancaran), dan
- konduksi (hantaran).
Konveksi
Perpindahan
kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara
konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut.
Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya
disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada
zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa
konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui
penghantar air. Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran
zat. Misalnya, es batu yang mencair dalam
air panas. Panas dari air panas berpindah ke es batu. Panas berpindah
bersama mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut menyebabkan es
batu meleleh. Peristiwa konveksi juga terjadi pada proses terjadinya angin
darat dan angin laut.
- Angin Darat, Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.
- Angin Laut, Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut.
- Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan. Pemanfaatan konveksi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain: pada sistem pendinginan mobil (radiator), pembuatan cerobong asap, dan lemari es.
Radiasi
Energi
kalor matahari dapat sampai ke bumi melalui pancaran atau radiasi, kita ketahui
bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari
matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Ketika matahari bersinar
di siang hari, kalian merasa gerah,
padahal kita berada jauh dari matahari. Demikian juga saat kalian duduk di
dekat api unggun. Kalian akan merasakan hangatnya api unggun. Saat kita
berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan
kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar
kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara
merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan
kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak
dapat kita rasakan lagi. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi
perpindahan panas. Perpindahan panas seperti ini disebut
radiasi. Jadi, radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara.
Dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya
dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang
hampa.
Konduksi
Konduksi
adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat perantara tersebut tidak ikut berpindah
(bergerak). Cobalah membakar ujung besi dan ujung besi lainnya kamu
pegang, setelah beberapa lama ternyata ujung besi yang kamu pegang lama
kelamaan terasa semakin panas. Atau ketika kita mengaduk kopi yang panas,
jari-kita ikut merasakan panas yang berasal dari air kopi. Hal ini disebabkan
adanya perpindahan kalor yang melalui besi. Peristiwa perpindahan dari ujung
besi kalor yang dipanaskan ke ujung besi yang kamu pegang mirip dengan
perpindahan
buku yang kamu lakukan, di mana molekul-molekul besi yang
menghantarkan kalor tidak ikut berpindah. Tidak semua benda dapat memindahkan
kalor secara konduksi.
pengertian perpindahan panas konveksi, radiasi dan konduksi
Pernahkah anda
berfikir apa yang menyebabkan air dalam panci diletakkan diatas kompor bisa
mendidih? Tentu hal tersebut bisa terjadi karena adanya perubahan kalor (panas)
dari kompor (api) menuju panci kemudian diteruskan ke air. Sebagaimana yang
kita ketahui bahwa suhu didih air adalah 100 derajat celcius, maka air baru
akan mendidih setelah suhunya mencapai 100°C.
Ada beberapa cara bagi kalor (panas) untuk berpindah yakni ada 3 cara, apa
sajakah cara tersebut? Cara tersebut yakni: Konduksi, radiasi dan Konveksi.
Sebelum masuk lebih jauh sebenarnya apa sih yang dimaksud dengan kalor (panas) itu? kalor atau panas atau "bahang" merupakan suatu bentuk energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu. Satuan Internasional untuk panas adalah Joule. Seperti air yang akan mengalir dari tempat tinggi menuju tempat yang rendah, panas (kalor) juga demikian. Panas (kalor) akan bergerak dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu lebih rendah. Ketika terdapat dua benda dengan suhu yang berbeda dan dicampurkan, misalnya saja air panas dengan air dingin maka keduanya akan menjadi air hangat. Hal ini terjadi karena jika air panas dan air dingin dicampurkan maka akan terjadi perpindahan kalor dari air panas menuju air dingin, perpindahan ini akan terus terjadi hingga tercapainya suhu seimbang yakni posisi dimana air menjadi hangat.
Didalam dunia kelistrikan kita mengenal yang namanya MCB (miniature circuit breker) cara kerja alat ini juga berdasarkan panas (thermal) dan elektromagnetik. Kembali ke judul artikel, berikut ini akan kita bahas bagaimana kalor (panas) dapat berpindah dengan cara Konduksi, Radiasi dan Konveksi.
1. Konduksi
Pada konduksi perpindahan energi panas (kalor) tidak di ikuti dengan zat perantaranya. Misalnya saja anda menaruh batang besi membara ke batang besi lain yang dingin. Anda tidak akan melihat besi membara itu bergerak namun tiba-tiba besi yang semula dingin akan menjadi panas. Atau dengan contoh yang lebih simpel, yakni satu logam panjang yang dipanaskan. Satu ujung logam panjang yang di beri nama A dipanaskan maka beberapa saat kemudian ujung yang lain (kita sebut ujung B) juga akan ikut panas.
Sebelum masuk lebih jauh sebenarnya apa sih yang dimaksud dengan kalor (panas) itu? kalor atau panas atau "bahang" merupakan suatu bentuk energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu. Satuan Internasional untuk panas adalah Joule. Seperti air yang akan mengalir dari tempat tinggi menuju tempat yang rendah, panas (kalor) juga demikian. Panas (kalor) akan bergerak dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu lebih rendah. Ketika terdapat dua benda dengan suhu yang berbeda dan dicampurkan, misalnya saja air panas dengan air dingin maka keduanya akan menjadi air hangat. Hal ini terjadi karena jika air panas dan air dingin dicampurkan maka akan terjadi perpindahan kalor dari air panas menuju air dingin, perpindahan ini akan terus terjadi hingga tercapainya suhu seimbang yakni posisi dimana air menjadi hangat.
Didalam dunia kelistrikan kita mengenal yang namanya MCB (miniature circuit breker) cara kerja alat ini juga berdasarkan panas (thermal) dan elektromagnetik. Kembali ke judul artikel, berikut ini akan kita bahas bagaimana kalor (panas) dapat berpindah dengan cara Konduksi, Radiasi dan Konveksi.
1. Konduksi
Pada konduksi perpindahan energi panas (kalor) tidak di ikuti dengan zat perantaranya. Misalnya saja anda menaruh batang besi membara ke batang besi lain yang dingin. Anda tidak akan melihat besi membara itu bergerak namun tiba-tiba besi yang semula dingin akan menjadi panas. Atau dengan contoh yang lebih simpel, yakni satu logam panjang yang dipanaskan. Satu ujung logam panjang yang di beri nama A dipanaskan maka beberapa saat kemudian ujung yang lain (kita sebut ujung B) juga akan ikut panas.
Pemanfaatan Konduksi dalam kehidupan
sehari-hari sendiri bisa dengan mudah kita temukan, misalnya saja saat memasak
air maka kalor berpindah dari api (kompor) menuju panci dan membuat air
mendidih.
2. Radiasi
Merupakan proses terjadinya perpindahan panas (kalor) tanpa menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak membutuhkan zat perantara, contohnya anda bisa melihat bagaimana matahari memancarkan panas ke bumi dan api yang memancarkan hangat ke tubuh anda. Kalor dapat di radiasikan melalui bentuk gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang elektromagnetik. Radiasi juga dapat dikatakan sebagai perpindahan kalor melalui media atau ruang yang akhirnya diserap oleh benda lain. Contoh radiasi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat saat anda menyalakan api unggun, anda berada di dekat api unggun tersebut dan anda akan merasakan hangat. Satu lagi, pernahkah anda memegang candi prambanan di siang hari? Menurut anda apa yang membuat candi tersebut hangat saat siang hari? Ya karena mendapat radiasi panas dari matahari.
3. Konveksi
Merupakan perpindahan kalor (panas) yang disertai dengan berpindahnya zat perantara. Konveksi sebenarnya mirip dengan Induksi, hanya saja jika Induksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai zat perantara sedangkan konveksi merupakan perpindahan kalor yang di ikuti zat perantara. Contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat pada proses pemasakan air, apakah anda tau apa yang terjadi saat air dimasak? Saat air dimasak maka air bagian bawah akan lebih dulu panas, saat air bawah panas maka akan bergerak ke atas (dikarenakan terjadinya perubahan masa jenis air) sedangkan air yang diatas akan bergerak kebawah begitu seterusnya sehingga keseluruhan air memiliki suhu yang sama. Selain itu contoh konveksi yang lain juga dapat anda temui pada ventilasi ruangan dan cerobong asap.
Sekian semoga membawa manfaat bagi anda. Panas (kalor) memang sangat bermanfaat bagi manusia, namun jika tidak bisa dimanfaatkan dengan benar maka bisa saja justru bisa merugikan. Semua itu tergantung bagaimana cara kita menggunakan dan mengadakan. Jangan lupa baca pengertian Global warming (pemanasan global) dan bagaimana cara mengatasinya, yang juga masih seputar panas.
2. Radiasi
Merupakan proses terjadinya perpindahan panas (kalor) tanpa menggunakan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak membutuhkan zat perantara, contohnya anda bisa melihat bagaimana matahari memancarkan panas ke bumi dan api yang memancarkan hangat ke tubuh anda. Kalor dapat di radiasikan melalui bentuk gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang elektromagnetik. Radiasi juga dapat dikatakan sebagai perpindahan kalor melalui media atau ruang yang akhirnya diserap oleh benda lain. Contoh radiasi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat saat anda menyalakan api unggun, anda berada di dekat api unggun tersebut dan anda akan merasakan hangat. Satu lagi, pernahkah anda memegang candi prambanan di siang hari? Menurut anda apa yang membuat candi tersebut hangat saat siang hari? Ya karena mendapat radiasi panas dari matahari.
3. Konveksi
Merupakan perpindahan kalor (panas) yang disertai dengan berpindahnya zat perantara. Konveksi sebenarnya mirip dengan Induksi, hanya saja jika Induksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai zat perantara sedangkan konveksi merupakan perpindahan kalor yang di ikuti zat perantara. Contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari dapat anda lihat pada proses pemasakan air, apakah anda tau apa yang terjadi saat air dimasak? Saat air dimasak maka air bagian bawah akan lebih dulu panas, saat air bawah panas maka akan bergerak ke atas (dikarenakan terjadinya perubahan masa jenis air) sedangkan air yang diatas akan bergerak kebawah begitu seterusnya sehingga keseluruhan air memiliki suhu yang sama. Selain itu contoh konveksi yang lain juga dapat anda temui pada ventilasi ruangan dan cerobong asap.
Sekian semoga membawa manfaat bagi anda. Panas (kalor) memang sangat bermanfaat bagi manusia, namun jika tidak bisa dimanfaatkan dengan benar maka bisa saja justru bisa merugikan. Semua itu tergantung bagaimana cara kita menggunakan dan mengadakan. Jangan lupa baca pengertian Global warming (pemanasan global) dan bagaimana cara mengatasinya, yang juga masih seputar panas.

Tidak ada komentar:
Posting Komentar