1. SUHU DAN KALOR
• SUHU :
SUHU PADA SUATU BENDA DAPAT MENGALAMI PERUBAHAN.
PERUBAHAN SUHU TERSEBUT DAPAT MENGAKIBATKAN PERUBAHAN SIFAT-
SIFAT PADA BENDA TERSEBUT.
SIFAT-SIFAT BENDA YANG BERUBAH KARENA PERUBAHAN SUHU DISEBUT
DENGAN SIFAT TERMOMETRIK ZAT YAKNI :
a. Pemuaian zat padat
b. Pemuaian zat cair
c. Pemuaian gas
d. Tekanan zat cair
e. Tekanan udara
f. Regangan zat padat
g. Hambatan zat terhadap arus listrik
h. Intensitas cahaya (radiasi)

2. Termometrik :
Mengetahui panas dinginnya suatu benda atau zat dengan
mempergunakan indra peraba merupakan penilaian yang
subyektif dan tidak ilmiah
Alat yang dipakai untuk pengukuran suhu disebut
Termometer, prinsip dasarnya adalah fenomena pemuaian
yang merupakan indeks temperatur Contoh : Termometer air
raksa, dan termometer alkohol
Macam-macam Termometer :
a)Termometer air raksa atau alkohol
b)Termometer tahanan (termistor termometer)
c)Termometer elemen (termocouple)
d)Pyrometer optik
e)Termometer gas bervolume tetap

3. PEMUAIAN
• Pada umumnya , zat padat, zat cair dan
gas akan memuai ketika dipanaskan dan
menyusut ketika didinginkan ,
• kecuali air. Air memiliki suatu
keistimewaan, yaitu dipanaskan dari suhu
0oC sampai pada 4oC maka air akan
menyusut dan jika didinginkan dari suhu
4oC sampai pada 0oC maka air akan
memuai

4. Pemuanain Zat Padat
Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik
Muai panjang
Lt = L0 + ΔL = L0 + α L0 ΔT = L0 (1 + α ΔT)
L0 = panjang mula-mula (m)
Lt = panjang pada suhu T (m)
α = koefisien muai panjang (K-1)
ΔL = perubahan panjang (m)
ΔT = perubahan suhu (K)
Muai luas
At = A0 + ΔA = A0 + βA0 ΔT = A0 (1 + β ΔT)
A0 = luas mula-mula (m2)
At = luas pada suhu T (m2)
β = koefisien muai luas (K-1)
ΔA = perubahan luas (m2)
ΔT = perubahan suhu (K)
Muai volume
Vt = V0 + ΔV = V0 + γV0 ΔT = V0 (1 + γΔT)
V0 = volume mula-mula (m3)
Vt = volume pada suhu T (m3)
γ = koefisien muai volume (K-1)
ΔV = perubahan volume (m3)
ΔT = perubahan suhu (K)

5. Contoh kerugian akibat pemuaian zat padat
• Retaknya beton pembatas jalan
• Bengkoknya rel kereta api
• Runtuhnya jembatan
Solusi :
Beton pembatas jalan dibuat terputus-putus
Rel sambungan dibuat celah atau runcing
Ujung jembatan dibuat celah pemuaian

6. PERPINDAHAN PANAS
Kalor berpindah dari benda
yang suhunya tinggi ke
benda yang suhunya rendah.
Ada 3 cara perpindahan kalor
yaitu konduksi, konveksi dan
radiasi

7. PERPINDAHAN PANAS (TRANSFER PANAS)
• Rata-rata reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada
temperatur
• Hukum Vant Hoof menyatakan “ bahwa reaksi kimia tubuh
seiring dengan menurunnya temperatur”
• Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada reaksi
biokimia dari organisme itu sendiri
Contoh : Keadaan hipotermia pada operasi jantung agar
dapat mencegah terjadinya kekurangan oksigen , aliran darah
dapat terhenti sejenak tanpa membahayakan jaringan, karena
jaringan yang hipotermia membutuhkan oksigen yang sangat
rendah

10. CARA PERPINDAHAN PANAS
Ada 3 cara suatu energi panas dapat lepas atau masuk ke dalam
tubuh yakni :
1. Konduksi (penghantaran)
Proses transfer panas objek yang suhunya lebih tinggi ke
objek yang suhunya lebih rendah dengan jalan kontak langsung.
Contoh : pada pengompresan pasien yang demam
2. Konveksi (aliran)
Transfer panas yang terjadi dalam bentuk aliran.
Dapat terjadi karena perbedaan massa jenis antara udara panas
dan udara dingin
Dapat terjadi bila angin secukupnya mengalir melalui tubuh
Pertukaran panas dan gaya konveksi berbanding lurus dengan
kecepatan udara dan perbedaan temperatur antara kulit dan udara
Contoh pada mesin penghangat ruangan, pendinginan melalui kipas
angin

11. 3. Radiasi (aliran)
Adalah transfer energi panas dari suatu objek kepada objek lain
tanpa adanya kontak langsung
Contoh : Radiasi dari cahaya matahari
Evaporasi (penguapan)
Adalah transfer panas dari bentuk cairan menjadi uap
Dapat terjadi apabila :
a. Adanya perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit
dengan udara
b. Temperatur lngkungan di bawah normal sehngga evaporasi keringat
terjadi (dapat menghilangkan panas dari tubuh)
c. Adanya gerakan angin
d. Adanya kelembaban

12. Perpindahan kalor secara konduksi
• Konduksi  proses perpindahan kalor tanpa disertai pepindahan
partikel. Setiap zat dapat menghantar kalor secara
konduksi baik zat yang tergolong konduktor maupun
isolator
• Banyaknya kalor (Q) yang berpindah melalui dinding dalam waktu t
dinotasikan :
Q kA∆ T
=
t d

16. Pemuaian zat
Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik
Muai panjang
Lt = Lo + ΔL = Lo + α L ΔT = Lo (1 + α ΔT)
Lo = panjang mula-mula (m)
Lt = panjang pada suhu T (m)
α = koefisien muai panjang (K-1)
ΔL = perubahan panjang (m)
ΔT = perubahan suhu (K)

17. Pemuaian zat
Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik
Muai luas
At = Ao + ΔA = Ao + βAo ΔT = Ao (1 + β ΔT)
Ao = luas mula-mula (m2)
At = luas pada suhu T (m2)
β = koefisien muai luas (K-1)
ΔA = perubahan luas (m2)
ΔT = perubahan suhu (K)

18. Pemuaian zat
Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik
Muai volume
Vt = V0 + ΔV = V0 + γV0 ΔT = V0 (1 +
γΔT)
V0 = volume mula-mula (m3)
Vt = volume pada suhu T (m3)
γ = koefisien muai volume (K-1)
ΔV = perubahan volume (m3)
ΔT = perubahan suhu (K)

19. Pemuaian zat cair
• Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja
yang dirumuskan :
V = Vo (1 + γ ΔT)
• Pada zat cair ,ketika suhunya naik ,volumenya akan
bertambah sementara massanya tetap. Akibatnya , massa
jenis zat berkurang. Massa jenis zat cair setelah pemuaian
dirumuskan ;
ρ
ρ= 0
(1 +γ T )
∆
ρo = massa jenis zat mula-mula (g/cm3)

20. • Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada pemuaian ,
air memiliki suatu keistimewaan. Keistimewaan ini
disebut anomali air, anomali air dapat dinyatakan
dengan grafik seperti berikut :
V(cm3) ρ(g/cm3)
T(oC) T(oC)
0 4
0 4
Perubahan volume terhadap suhu Perubahan massa jenis terhadap suhu

21. Pemuaian gas
• Seperti zat cair pada gas juga
hanya terjadi pemuaian volume
atau ruang saja. Besar koefisien
muai volume untuk semua jenis
gas adalah sama yaitu :
1
γ gas = 0
273 C
Ada 3 hukum tentang gas yang berkaitan dengan pemuaian gas

22. 1.Hukum Boyle
• Hukum Boyle menjelaskan tentang pemuaian gas pada
suhu tetap (proses isotermis) ,yaitu pada gas walaupun
suhunya konstan, volumenya bisa berubah karena
adanya perubahan tekanan
• p1V1 = p2V2 atau p.V = konstan
• p = tekanan gas (atm,N/m2, Pa)
p
• V = volume gas (cm3 atau m3)
V
0

23. 2.Hukum Charles atau Hukum Gay Lussac
• Hukum Charles atau hukum gay
Lussac menjelaskan tentang
pemuaian gas pada tekanan tetap
(proses isobarik), yaitu bila gas
dipanaskan pada tekanan tetap
maka suhu dan volume berubah.
V1 V2 V
= atau = kons tan
T1 T2 T
Dengan T = suhu mutlak gas (K)

24. 3.Hukum Tekanan
• Hukum tekanan menjelaskan tentang pemuaian
gas pada volume tetap (proses isohorik) ,yaitu
apabila gas dipanaskan pada volume tetap
,maka tekanan dan suhu berubah
p1 p2 p
= atau =kons tan
T1 T2 T

25. Hukum Boyle-Gay Lussac/
Persamaan Gas Ideal
• Apabila ketiga hukum di atas
digabungkan ,maka akan
diperoleh suatu persamaan
p1v1 p 2 v 2 pv
umum yang disebut = atau = kons tan
persamaan gas yang hanya T1 T2 T
berlaku pada gas ideal dengan
tekanan diukur dalam keadaan
absolut (yaitu dalam atm) dan
suhu dinyakatan dengan suhu
absolut (yaitu dalam Kelvin)

26. THERMODINAMKA
• Thermodinamika berasal dari dua kata , yaitu
• Thermal yakni berkenaan dengan panas
• Dinamika yakni berkenaan dengan pergerakan
Jadi yang dimaksud dengan Thermodinamika adalah :
1) Ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energi yag
berubah-rubah (dinamis) karena pengaliran panas dan
usaha yang dilakukan
2) Berawal dari penyelidikan tentang berbagai mesin yang
sengaja dirancang untuk melakukan usaha.
Misalnya : mesin mobil , dirancang untuk menjalankan mobil ,
turbin uap untuk menjalankan generator listrik
3) Merupakan akar dari beberapa cabang ilmu fisika
4) Mempelajari bukan hanya fenomena suhu tetapi juga
tuntunan logika , sifat-sifat gas, larutan dan reaksi kimia

27. Hukum-hukum Termodinamika
Dalam mempelajari termodinamika dikenal ada 4 hukum
termodinamika yaitu
I.Hukum ke nol termodinamika
II.Hukum pertama termodinamika
III.Hukum kedua termodinamika
IV.Hukum ketiga termodinamika
“Pada pembahasannya akan lebih mudah bila
menggunakan matematik ,tetapi sering terasa sulit untuk
dimengerti, oleh karena banyak diperlukan imaginasi dan
banyak kaitan dengan zat-zat, sehingga dalam
pembahasannya dipakai gas oleh karena gas mempunyai
sifat sederhana”

28. I.Hukum ke nol Thermodinamika
• Dalam keadaan adiabatik suatu gas ideal dalam ruangan tertutup
pemuaian sangat lambat tidak ada panas yang dimasukkan
maupun dilepaskan. Jadi proses adiabatik adalah suatu proses
dimana tidak ada panas masuk maupun keluar dari suatu sistem.
• Dapat dilakukan dengan cara :
a. Membalut sistem dengan lapisan tebal isolasi panas
(misal :gabus, asbes, bata tahan api, dll) Contoh : termos dingin
atau panas, kompresi campuran uap bensin dan udara pada
langkah kompresi sebuah motor bensin
b. Melakukan proses secara cepat, karena proses pengaliran panas
relatif berjalan lambat, maka tiap proses yang berjalan cukup
cepat, praktisnya bersifat adiabatik

29. •Secara skematis digambarkan sebagai berikut :
SISTEM C
SISTEM A SISTEM B
R
RUMUS : γ = +1
CV
V p2
( 1 )γ =
γ =5
V2 p1 = CP / CV
3 R = C p − CV
Apabila ada dua sitem A dab B dalam keadaan setimbang termal, maka sistem ketiga C
juga berada dalam keadaan setimbang termal
Contoh : plat seng yang diletakan diatas 2 termos berisi air panas

30. II.Hukum Pertama Thermodinamika
E = U1 – U2 = Q-W
 Misalkan suatu zat berubah dari keadaan 1 ke keadaan 2
menurut lintasan tertentu , maka Q (kalor) yang diberikan itu
akan diserap dan menyebabkan usaha sebesar W. Contoh
mesin uap

31. • U1 = energi dalam keadaan 1
• U2 = energi dalam keadaan 2
• Q = kalor (energi) yang diberikan kepada sistem
• W=usaha (energi) yang terambil dari sistem
• E = energi untuk bekerja
• Q-W adalah sama untuk semua lintasan yang menghubungkan 1 dan
2
• Q adalah energi yang diberikan kepada sistem oleh pemndahan
panas dan W adalah energi yang terambil dari sistem oleh kerja atau
usaha
• Contoh Mesin uap mengambil panas dari sebuah wadah panas
(ketel) , mengubah air (keadaan 1) menjadi uap air (keadaan 2),
mengubah energi yang didapat sebagian menjadi usaha mekanik dan
membuang selebihnya ke wadah dingin (water cooler)
• Lemari es atau kulkas berlaku kebalikannya

32. Kasus khusus : Sistem yang terisolasi
• Adalah suatu sistem yang tidak melakukan usaha luar dan tidak ada
panas yang mengalir ke dalamnya (adiabatik)
• Terjadi W-Q = 0 dan ∆U = 0, artinya energi dalam suatu sistem
terisolasi adalah konstan
• Energi dalam suatu sistem yang terisolasi tidak dapat dirubah oleh
proses apapun (proses listrik, mekanis, kimia ataupun biologis).
Energi dalam suatu sistem hanya dapat dirubah jika ada aliran
panas yang menembus dinding batasnya atauoleh kerja usaha
• Contoh : Termos air panas yang dibuka tutupnya
“ Jadi hukum pertama Thermodinamika membahas tentang berapa
energi yang diserap atau bebas dan menjadi usaha “

33. III.Hukum Kedua Thermodinamika
• Mesin ideal yaitu mesin yang
tidak membuang panas dan
yang mengubah seluruh panas
yang diserap menjadi usaha
mekanik, konsisten dengan
hukum pertama
thermodinamika
• Mesin seperti ini tidak akan
pernah ada. Tidak ada satu
mesinpun yang dapat
“Tidak mungkin ada proses yang hasilnya menyerap panas dan
hanya menyerap panas dari reservoir pada
satu suhu dan mengubah seluruh panas ini mengubah seluruhnya
menjadi usaha “ menjadi usaha (efisiensi
100%)
Contoh : Seandainya hukum termodinamika kedua tersebut tidak ada, maka
Manusia dapat meggerakan kapal laut dengan hanya mengambil panas dari lautan
Menjalankan pembangkit tenaga listrik dengan mengambil panas dari udara sekitar

34. • Hukum pertama menolak kemungkinan untuk
menciptakan dan memusnahkan energi , hukum kedua
menolak kemungkinan untuk memanfaatkan energi
menurut satu cara tertentu
• Hukum kedua thermodinamika juga membahas
mengenai efisiensi (dinyatakan dalam %)
• Rumus :
W
W = Q 2 – Q1 n=
Q
Dimana :
n = Efisiensi
W = Usaha yang dilakukan
Q1 = Banayaknya kalor yang diberikan (dilepaskan)
Q2 = Banyaknya kalor yang diterima (diserap)

35. IV.Hukum Ketiga Thermodinamika
• Entropi (perubahan entropi) adalah pengukuran
yang menyimpang dari suatu sistem
• Hukum ketiga thermodinamika :
 Pada suhu 0oC (nol absolut = - 273 oC) ,
perubahan entropi adalah konstan
 Pada suhu 0 oK, maka koefisien kapasitas kalor
dari seluruh zat cenderung nol
 Apabila semua sistem yang mengambil bagian
dalam suatu proses dimasukkan perhitungan ,
entropi akan tetap konstan atau berambah (tidak
mungkn berkurang)
 Contoh : penyimpanan sperma, darah , organ
lain pada lemari es untuk “mematikan kerja sel”

36. APLIKASI TERMODINAMIKA
(METABOLISME)
• Metabolisme sebagai konversi energi
• Metabolisme berarti “change” ialah kata yang dipakai untuk mengidentifikasi
perubahan yang terjadi dala kehidupan organisme yang bernyawa
• Dalam arti luas metabolisme sinonim dengan jumlah total reaksi kimia atau fisika
yang diperlukan untuk kehidupan
• Metabolisme = Anabolisme + Katabolisme
• Anabolisme = Reaksi sintesis untuk menyimpan energi ke dalam tempat
penyimpanannya di dalam tubuh
• Katabolisme = Penggunaan dari sumber energi
• Dalam metabolisme akan muncul energi panas
• Kadar kalori, contoh : protein dan karbohidrat = 4,1 Kcal/gram, Lemak = 9,3
Kcal/gram
• Berdasarkan hukum termodinamika satu, total energi :
• Food intake = Heat loss + Work output + energi storage
• Kesimpulan : Metabolisme merupakan konversi energi

37. • Respon manusia terhadap dingin :
– Untuk meningkatkan produksi panas :
menggigil , kelaparan, peningkatan otot
bergaris, peningkatan sekresi nonefenefrin
dan efenefrin
– Untuk penurunan kehilangan panas :
penyempitan pembuluh darah, kulit
mengkerut

38. • Respon manusia terhadap panas :
1. Untuk peningkatan kehilangan panas :
pelebaran pembuluh darah, berkeringat,
peningkatan pernafasan
2. Untuk penurunan produksi panas : nafsu
makan berkurang, lesu dan lembam

39. Efek Panas
• Sejak 600 tahun SM minyak panas telah
dipergunakan untuk memijat
• Efek panas dibagi tiga kelompok yaitu :
1.Fisik ; panas menyebabkan zat mengalami
pemuaian
2.Kimia : peningkatan suhu akan mengakibatkan
kecepatan reaksi kimia dalam tubuh, permeabilitas
membran sel dan metabolisme meningkat
3.Biologis : adalah sebagai akibat dari efek panas
terhadap fisik dan kimia. Contoh : Pelebaran
pembuluh darah mengakibatkan peningkatan
sirkulasi darah

40. PENGGUNAAN ENERGI PANAS
DALAM PENGOBATAN :
• Alur Perjalanan Energi Panas Dalam tubuh :
1. Jika energi panas mengenai salah satu bagian
tubuh, maka suhu pada bagian tesebut akan
meningkat
2. Kemudian melalui bagian tubuh tersebut,
energi panas akan melakukan penetrasi ke
dalam jaringan kulit dan menghilang ke
jaringan tubuh yang lebih dalam berupa panas
3. Panas tersebut kemudian diangkut ke jaringan
lain dengan cara konveksi, malalui cairan tubuh

41. Pada metoda KONDUKSI pemindahan energi
panas bergantung pada :
• Luas daerah kontak
• Perbedaan suhu
• Lama melakukan kontak
• Material konduksi panas :
• * Contoh : Kantong air panas, handuk
panas, mandi uap, lumpur panas, parafin
bath, elektrik pads ,dll

42. • Metode RADIASI :
• Dipegunakan untuk pemanasan permukaan tubuh
serupa dengan pemanasan sinar matahari atau
nyala api
• Sumber radiasi dapat berasal dari : electric fire,
infra merah dll
• Metode adiasi biasanya lebih efektif daripada
metode konduksi karena penetrasi jaringan lebih
dalam

43. • Metode ELEKTROMAGNETIS :
• Ada dua metode yang dipakai untuk transfer ke dalam
jaringan tubuh :
• 1.Diatermi gelombang pendek :
• Teknik kondensor , dimana tubuh diletakkan
diantara dua metal plate elektrode kemudian
dialiri arus listrik. Dengan adanya aliran arus AC,
maka terjadi kenaikan suhu dan tubuh menjadi
terpanaskan
• Teknik Induksi , dimana tubuh dililiti kabel dan
dialiri arus listrik akan menimbulkan medan
magnet bolak balik pada jaringan dan medan
magnet itu akan menimbulkan suatu arus yang
mempoduksi panas pada daerah besangkutan

44. • 2.Diatermi gelombang mikro : termasuk
gelombang radio pada frekwensi yang
sangat tinggi. Energinya antara
gelombang pendek dan infra merah.
Biasanya digunakan diantaranya pada
penyakit :
• Patah tulang
• Radang tendon
• Arthritis

45. • Metode GELOMBANG ULTRASONIK
– Panas dibangkitkan dai gelombang bunyi
pada frekwensi 1 MHz
– Penggunaan lebih efektif pada tulang karena
tulang lebih banyak menyerap panas
– Dipergunakan juga untuk diagnostik

46. • Penggunaan energi dingin dalam
kesehatan/kedokteran
– Terjadi efek patologis pada jaringan yang terkena suhu
di bawah titik beku, yaitu :
1. Krioadhesi (menghasilkan adhesi)
2. Krionekrosis (merusakan jaringan)
dengan cara pecahnya membran sel,
dehidasi intraseluler, denaturasi potein,
hipometabolisme seluler, iskemik lokal,
respon imunologik
3. efek hemostasis
4. anastesia

47. • Penggunaan suhu rendah pada bidang
kedokteran :
• Bank darah, bank sperma, sumsum tulang dan
jaringan tubuh. Suhu rendah dipergunakan untuk
menurunkan kecepatan reaksi kimia dan
metabolisme
• Penyimpanan obat-obatan idem diatas
• Pengobatan sakit kepala dan nyeri /bengkak lokal ,
digunakan kantong es/kompres dingin. Suhu
rendah dipegunakan untuk mempersempit
pembuluh darah
• Operasi jaringan kanker, Suhu rendah
dipegunakan untuk merusak jaringan kanker

48. Penggunaan energi dingin dalam
kedokteran
• -Untuk mendapatkan suhu endah , perlu
dipilih media yang disesuaikan dengan
keperluan , berikut adalah titik didih
beberapa zat ;
• Nitrogen (-196oC)
• CO2 (-79 oC)
• N2O (-89,5oC)
• Freon (-41oC)

49. – DASAR TERMOGRAFI
• Thermo = panas
• Grafi = gambar
• “ Penggambaran distribusi temperatur permukaan kulit “
• Distribusi suhu permukaan kulit pada setiap titik cenderung berbeda
• Hal ini tergantung dari :
• Faktor fisik luar
• Metabolik internal
• Proses sikulasi yang dekat dengan kulit
• Setiap objek akan memancarkan radiasi yang berbeda-beda sesuai
dengan perbedaan temperatur yang ada
• Pada tahun 1950 telah dibuat termogram dari radiasi infra red
pemukaan tubuh. Hal ini diperlukan sebagai acuan bagi kondisi
tubuh normal
• Penggunaan termografi : penyakit pembuluh darah, nyei pada
lutut ,dll