Presentation gas ideal dan teori kinetik gas

1. GAS IDEAL DAN TEORI KINETIK GAS
DAN PENERAPANNYA DI ALAT KESEHATAN
DISUSUN OLEH :
MARFIAN DWI SAPUTRO
ULY PUSPITA SARI
THAYIB FAJRI SIDDIK

2. TEORI KINETIK GAS
Teori kinetik merupakan suatu teori yang secara garis besar adalah hasil
kerja dari Count Rumford (1753-1814), James Joule (1818-1889), dan James
Clerk Maxwell (1831-1875), yang menjelaskan sifat-sifat zat berdasarkan gerak
acak terus menerus dari molekul-molekulnya. Dalam gas misalnya, tekanan gas
adalah berkaitan dengan tumbukan yang tak henti-hentinya dari molekul-
molekul gas terhadap dinding-dinding wadahnya.
Di dalam teori kinetik gas terdapat suatu gas ideal. Gas ideal adalah suatu
gas yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut : " Jumlah partikel gas banyak
sekali tetapi tidak ada gaya tarik menarik (interaksi) antar partikel ,
Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang atau bergerak
secara acak " Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan.
Atau bisa dikatakan ukuran partikel gas ideal jauh lebih kecil daripada jarak atar
partikel .

3. Dalam hal ini yang disebut gas ideal adalah gas yang memenuhi asumsi-asumsi
sebagai berikut :
1. Terdiri atas partikel dalam jumlah yang banyak dan tidak ada gaya tarik-
menarik antar partikel.
2. Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah acak (sembarang).
3. Ukuran partikel diabaikan terhadap ukuran wadah
4. Setiap tumbukan yang terjadi secara lenting sempurna.
5. Partikel-partikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruang dalam wadah.
6. Gerak partikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak.
7. Tidak ada energi yang hilang.
8. Ukuran lebih kecil dari jari – jari.
9. Masih berlaku hukum – hukum newton

4. Persamaan Umum Gas Ideal
Avogadro mengatakan bahwa “ketika volume, tekanan dan suhu setiap gas sama, maka
setiap gas tersebut memiliki jumlah molekul yang sama”
Persamaan umum gas ideal dapat dituliskan :
dengan :
P = tekanan gas (N/m2 = Pa)
V = volume gas (m3)
n = jumlah mol gas (mol)
T = suhu gas (K)
R = tetapan umum gas = 8,314 J/mol K
Persamaan ini dikenal dengan julukan hukum gas ideal alias persamaan keadaan gas ideal.
Persamaan umum gas ideal tersebut di atas dapat juga dinyatakan dalam bentuk :
n = N / NA MAKA DIPEROLEH :
PV = nRT PV = NkT
PV = NRT / NA dengan R / NA = k k = tetapan Boltzman
= 1,38 . 10-23J/k
PV = nRT
PV = NkT

5. Hukum-Hukum pada Gas Ideal
1. HUKUM BOYLE
Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, Robert Boyle menemukan
bahwa apabila suhu gas dijaga agar selalu konstan, maka ketika tekanan gas
bertambah, volume gas semakin berkurang. Demikian juga sebaliknya ketika
tekanan gas berkurang, volume gas semakin bertambah. Istilah kerennya
tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Hubungan ini dikenal
dengan julukan Hukum Boyle.
Hukum Boyle menyatakan bahwa dalam ruang tertutup pada suhu tetap,
tekanan berbanding terbalik dengan volume gas, yang dinyatakan dalam
bentuk persamaan :
dengan :
P = tekanan gas (N/m2)
V = volume gas (m3)
P1.V1 = P2.V2

6. 2. HUKUM CHARLES
Seratus tahun setelah Obet Boyle menemukan hubungan antara volume dan
tekanan, seorang ilmuwan berkebangsaan Perancis yang bernama Jacques
Charles (1746-1823) menyelidiki hubungan antara suhu dan volume gas.
Berdasarkan hasil percobaannya, Cale menemukan bahwa apabila tekanan gas
dijaga agar selalu konstan, maka ketika suhu mutlak gas bertambah, volume gas
pun ikut bertambah, sebaliknya ketika suhu mutlak gas berkurang, volume gas
juga ikut berkurang. Hubungan ini dikenal dengan julukan hukum Charles.
Hasil bagi tekanan (P) dengan temperatur (T) gas pada volume tertentu adalah
tetap. Proses seperti ini disebut dengan isokhorik (volume tetap).
*P/T=konstan
*V3>V2>V1
𝑃1
𝑇1
=
𝑃2
𝑇2

7. 3. Hukum Gay-Lussac
Setelah obet Boyle dan Charles mengabadikan namanya dalam ilmu fisika,
Joseph Gay-Lussac pun tak mau ketinggalan. Berdasarkan percobaan yang
dilakukannya, Jose menemukan bahwa apabila volume gas dijaga agar selalu
konstan, maka ketika tekanan gas bertambah, suhu mutlak gas pun ikut
bertambah. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, suhu
mutlak gas pun ikut berkurang. Istilah kerennya, pada volume konstan,
tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas. Hubungan ini dikenal
dengan julukan Hukum Gay-Lussac.
Hasil bagi volume(V) dengan temperatur (T) gas pada tekanan tertentu adalah
tetap. Proses ini disebut juga isobarik (tekanan tetap).
*V/T=konstan
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐

8. 4. HUKUM BOYLE GAY-LUSSAC
Penggabungan hukum Boyle Gay-Lussac membentuk hukum Boyle Gay-
Lussac yang menyatakan bahwa “Gas dalam ruang tertutup jika suhunya
berubah, maka akan diikuti perubahan tekanan dan volume gas”. Sehingga
dapat dinyatakan dalam persamaan :
PV/T = Konstan
𝑃1.𝑉1
𝑇1
=
𝑃2.𝑉2
𝑇2

9. Hubungan antara Tekanan, Suhu, dan Energi
Kinetik Gas
Secara kualitatif dapat diambil suatu pemikiran berikut. Jika suhu gas berubah, maka kecepatan
partikel gas berubah. Jika kecepatan partikel gas berubah, maka energi kinetik tiap partikel gas dan
tekanan gas juga berubah. Hubungan ketiga faktor tersebut secara kuantitatif membentuk persamaan :
Persamaan P = Nmv2 / 3V dapat disubstitusi dengan persamaan energi kinetik,
yaitu Ek = ½ mv2 , sehingga terbentuk persamaan :
P = Nmv2 / 3V sedangkan mv2 = 2 Ek
P = N2Ek / 3V
p = 2NEk / V
dengan :
Ek = energi kinetik partikel gas (J)
Dengan mensubstitusikan persamaan umum gas ideal pada persamaan tersebut, maka akan
diperoleh hubungan energi kinetik dengan suhu gas sebagai berikut.
PV = NkT
P = NkT / V = 2/3 . (N / V) Ek
Ek = 3/2 kT
dengan :
T = suhu gas (K)

10. PENERAPAN GAS IDEAL DAN TEORI KINETIK GAS DI
ALAT-ALAT MEDIS RUMAH SAKIT
Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)

11. PENDAHULUAN
Continuos Positive Airway Pressure (CPAP) adalah merupakan suatu
alat untuk mempertahankan tekanan positif pada saluran napas
neonatus selama pernafasan spontan. CPAP merupakan suatu alat yang
sederhana dan efektif untuk tatalaksana respiratory distress pada neenatus.
Penggunaan CPAP yang benar terbukti dapat menurunkan kesulitan bernafas,
mengurangi ketergantungan terhadap oksigen, membantu memperbaiki dan
mempertahankan kapasitas residual paru, mencegah obstruksi saluran nafas
bagian atas, dan mecegah kollaps paru, mengurangi apneu, bradikardia,
dan episode sianotik, serta mengurangi kebutuhan untuk dirawat di
Ruangan intensif.
CPAP (Continuous Positive Airway Pressure), merupakan alat kesehatan
yang biasanya digunakan oleh orang yang memiliki masalah pernapasan,
seperti sleep apnea. Perlu Anda ketahui, bahwa CPAP adalah pengobatan
non-bedah yang paling efektif untuk obstructive sleep apnea dan merupakan
pengobatan pilihan pertama serta paling banyak digunakan untuk orang
dewasa. Sleep apnea adalah gangguan tidur dimana terdapat jeda dalam
bernapas.

12. Mesin CPAP bekerja dengan memberikan aliran udara bertekanan melalui
selang ke hidung dan/atau mulut sehingga saluran pernapasan tetap terbuka.
Tekanan udara yang diberikan tergantung pada tingkat keparahan sleep apnea
yang Anda miliki. Tekanan yang diperlukan biasanya ditentukan oleh dokter
setelah meninjau studi semalam (polysomnography) di laboratorium tidur di
bawah pengawasan.
Pada umumnya manfaat CPAP adalah
- Menjaga jalan napas terbuka saat Anda tidur
- Mengurangi bahkan menghilangkan dengkuran
- Meningkatkan kualitas tidur
- Meredakan gejala sleep apnea, seperti kantuk di siang hari yang berlebihan
- Mengurangi atau mencegah tekanan darah tinggi

13. CPAP juga digunakan untuk mengobati bayi prematur yang paru-paru
belum sepenuhnya berkembang. Untuk pengobatan ini, garpu lembut
ditempatkan dalam lubang hidung bayi. Mesin CPAP dengan lembut
meniupkan udara ke dalam hidung bayi, yang membantu membuat paru-
paru mengembang, sehingga meningkatkan kelangsungan hidup.

14. Sistem CPAP sendiri terdiri dari 3 komponen yaitu :
 Sebuah sirkuit yang mengalirkan gas terus menerus, untuk diisap. Sunber oksigen dan
udara bertekanan yang menghasilkan gas untuk dihirup. Pencampur oksigen yang
memungkinkan gas dapat diberikan sesuai FiO2 yang sesuai. Sebuah flow meter yang
mengkontrol kecepatan aliran terus menerus dari gas yang dihirup ( biasanya
dipertahankan pada kecepatan 5-7 liter ). Sebuah humidifier yang melembabkan
dan
menghangatkan gas yang dihirup.
 Sebuah alat untuk menghubungkan sirkuit ke saluran nafas neonatus. Dalam prosedur
ini , nasal prong merupakan metode yang paling banyak digunakan.
 Sebuah alat untuk menghasilkan tekanan positif pada alat sirkuit. Tekanan
positif
dalam sirkuit dapat dicapai dengan memasukkan pipa ekspirasi bagian distal
dalam larutan asam asetat 0,25% sampai kedalaman yang diharapkan ( 5cm) atau
katup CPAP

16. Pada penggunaan CPAP, pernapasan spontan dengan tekanan positif
dipertahankan selama siklus respirasi, hal ini yang disebut disebut
dengan continuous positive airway pressure. Pada mode ventilasi ini,
pasien tidak perlu menghasilkan tekanan negatif untuk menerima gas
yang diinhalasi. Hal ini dimungkinkan oleh katup inhalasi khusus yang
membuka bila tekanan udara di atas tekanan atmosfer. Keistimewaan
CPAP adalah dapat digunakan pada pasien-pasien yang tidak
terintubasi.

17. Suatu sistem CPAP yang baik mempunyai karakteristik
sebagai berikut :
1. Pipanya fleksibel dan ringan sehingga pasien bisa mengubah posisi
dengan mudah
2. Mudah dilepas dan ditempel
3. Resistensinya rendah, sehingga pasien bisa bernafas dengan spontan
4. Relatif tidak invasif
5. Sederhana dan mudah dipahami, oleh semua pemakai
6. Aman dan efektif dari segi biaya.