heat, work, energy

1. TEMPERATURE, HEAT,
WORK, DEFINISI ENERGI
Julfiana Mardatillah, S.Ft., Ftr.,
M.Biomed
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
1

2.  Suhu atau temperature → alat yang menunjukkan derajat atau ukuran panas
suatu benda
 Semakin tinggi suhu suatu benda → semakin panas benda tersebut
 Secara mikroskopis suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda
 Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk
perpindahan maupun Gerakan di tempat (getaran)
 Temperature yang diukur dengan alat thermometer
 4 macam thermometer yang paling dikenal → Celcius, Reaumur, Fahrenheit,
Kelvin
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
2

3. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
3

4.  Molekul semua bahan dapat bergerak karena terdapat energi kinetik
 Energi kinetik rata-rata gas ideal dapat dibuktikan berbanding lurus dengan
suhu
 Hal yang sama juga terjadi pada zat cair dan padat
 Pergerakan molekul gas lebih bebas dibanding molekul cair dan molekul cair
lebih bebas dibandingkan molekul padat
 Peningkatan suhu suatu bahan berarti peningkatan energi bahan tersebut
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
4

5.  Untuk meningkatkan suhu suatu gas → perlu peningkatan energi kinetik dengan
cara menghubungkan gas dengan nyala api
 Energi yang berpindah dari nyala api ke gas, menyebabkan kenaikan suhu
disebut kalor
 Jika panas yang diciptakan diberikan ke molekul padat (lilin) → meleleh dan
membentuk cairan → cairan dapat diubah jadi gas dengan menambah lebih
banyak panas → dapat mengubah gas menjadi ion
 Penambahan panas suatu zat akan meningkatkan energi kinetik molekul → suhu
meningkat, sebaliknya jika panas dihilangkan maka suhu suatu zat menurun
 Suhu rendah disebut daerah kriogenik (nol mutlak, -273,15°C)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
5

6.  Suhu sulit diukur secara langsung, biasanya diukur secara tidak langsung
dengan mengukur perubahan sifat fisik berdasarkan temperature
 Fahrenheit Scale (°F) → suhu beku (32°F), titik didih (212°F), suhu tubuh
(98,6°F)
 Celcius (°C) → titik beku (0°), titik didih (100°C)
 Kalvin Scale (°K) → skala absolut → mempunyai pembagian yang sama dengan
celcius tetapi mengambil 0°K pada nol mutlak yaitu -273,15°C
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
6

7. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
7

8. GLASS LIQUID
THERMOMETER
 Tabung kapiler kaca dan bulb tempat menyimpan
cairan (merkuri/alcohol untuk pengukuran suhu
rendah)
 Jika thermometer dipanaskan maka cairan di
dalamnya akan memuai lebih besar dari pada kaca
sehingga menyebabkan cairan naik di kapiler, untuk
air raksa memuai 1,8% dari (0100°C)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
8

9. GLASS LIQUID
THERMOMETER
 Termometer ruangan berbeda dengan
thermometer pengobatan (demam)
 Suhu demam harus tepat sehingga kapiler tipis
dengan diameter >0,1 mm digunakan, membuat
merkuri naik lebih tinggi per derajat →
penglihatan yang lebih baik diperoleh
 Biasanya diukur di bawah lidah atau di rektum
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
9

10. THERMISTOR
 Menggunakan sumber listrik dengan resistor T untuk pengukuran suhu
 Resistor bersifat mudah berubah jika terkena panas (5%/°C)
 Dengan thermistor mudah untuk mengukur perubahan suhu 0,01°C → cukup
sering digunakan dalam pengobatan karena kepekaannya
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
10

11. THERMISTOR
PNEUMOGRAPH
 Termistor dipasang di hidung untuk memantau laju pernapasan dengan
menunjukkan perubahan suhu antara udara dingin yang dihirup dan udara
hangat yang dihembuskan
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
11

12. THERMOCOUPLE
 Terdiri dari dua sambungan logam berbeda yang jika berada pada suhu yang
berbeda → tegangan yang dihasilkan bergantung pada perbedaan suhu
 Dapat digunakan pada suhu -190° hingga 300°C
 Dapat dibuat cukup kecil untuk mengukur suhu sel individual
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
12

13.  Permukaan suhu tubuh sedikit berbeda di berbagai
bagian tergantung faktor eksternal, internal
(metabolism), dan suplai darah ke kulit
 Pengukuran suhu permukaan berguna dalam
diagnosis penyakit yang dapat mengubah suhu kulit
secara lokal
 Panas tubuh dapat mengeluarkan radiasi infra red
(IR) gelombang panjang yang tidak terlihat
 Thermography dirancang untuk mengkur radiasi
yang dipancarkan dari bagian tubuh
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
13

14.  Penderita kanker payudara memiliki suhu 1°C lebih tinggi dibandingkan sisi
sehat karena tumor dapat meningkatkan aliran darah → deteksi dini kanker
payudara
 Mamografi sinar-X telah berhasil menunjukkan deteksi tumor payudara yang
berdiameter <1 cm, namun hal ini menimbulkan bahaya radiasi bagi tubuh
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
14

15. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
15

16.  Panas dikenal sebagai agen terapeutik karena memiliki efek:
1. Peningkatan metabolism sehingga terjadi relaksasi kapiler darah (vasodilatasi)
2. Peningkatan suplai darah untuk mendinginkan area yang panas
 Produksi panas untuk terapi:
1. Metode konduktif
2. Radiant Heat (IR)
3. Diathermy
4. Ultrasonic waves
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
16

17.  Panas dapat berpindah secara konduksi → besarnya perpindahan panas
bergantung pada suhu, waktu, kontak, luas kontak, dan konduktivitas termal
badan
 Contoh seperti mandi air panas, kompres air panas, dan bantal pemanas listrik
 Hal ini dapat menyebabkan pemanasan permukaan local dan pengunaannya
dalam pengobatan radang sendi (arthritis), neuritis, strains, sinusitis dan back
pain
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
17

18.  Radiasi panas dapat dicapai dengan menggunakan radiasi infrared (IR) yang
menembus sekitar 3 mm pada kulit, dengan → lampu pijar 250 watt dan panjang
gelombang 800-40000 nm
 Paparan yang berlebihan dapat menyebabkan kemerahan, terkadang bengkak
(edema), kulit jadi coklat atau mengeras
 Dinilai lebih efektif dari metode konduktif karena mampu menembus lebih dalam
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
18

19.  Diatermy gelombang pendek menggunakan gelombang elektromagnetik dalam
jangkauan radio (=10m) dan gelombang mikro (12cm) → menembus jauh ke
dalam jaringan (lebih efektif dari konduktif dan radiasi IR)
 Berguna untuk pemanasan internal dan telah digunakan dalam pengobatan
radang tulang rangka, bursitis, dan neuralgia
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
19

20.  Bagian tubuh yang akan diterapi ditempatkan di antara dua elektroda yang
dihubungkan dengan high frequency power supply.
 Partikel jaringan yang bermuatan akan tertarik ke 1 elektroda dan ke elektroda
lainnya tergantung pada tanda tegangan bolak balik pada elektroda tersebut.
 Gerakan ini akan menghasilkan pemansan resistif (joule)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
20

21.  Transfer energi gelombang pendek ke dalam tubuh melalui induksi magnet →
menempatkan gulungan di area yang akan diterapi
 Arus bolak balik menghasilkan medan magnet bolak-balik di jaringan →
menghasilkan pemanasan joule di daerah yang diberi perlakuan
 Digunakan untuk meredakan muscle spasms, protruded intervertebral disc pain,
joints with minimal soft tissue coverage such as knee, elbow
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
21

22.  Diatermi gelombang mikro dapat diproduksi dalam tabung khusus → magnetron
yang dipancarkan dari aplikator (antena) yang dapat ditempatkan beberapa inci
dari daerah yang akan diterapi → menembus lebih dalam ke jaringan sehingga
menimbulkan panas (900 MHz)
 Untuk fraktur, keseleo, tegang, cedera pada tendon
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
22

23.  Menghasilkan getaran mekanis di dalam jaringan
 Frekuensi jauh lebih tinggi (1 MHz) → dapat menggerakkan partikel jaringan ke
belakang dan ke depan → meningkatkan energi kinetic → memanaskan jaringan
 Dihasilkan oleh transduser khusus yang bersentuhan langsung dengan kulit →
untuk menghilangkan jaringan parut yang terjadi pada penyakit sendi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
23

24.  Cryogenics → ilmu tentang suhu yang sangat rendah yang dihasilkan dari
pencairan gas seperti udara cair (-196°C), helium cair (-269°C), nitrogen cair (-
196°C)
 Cairan dingin memiliki banyak manfaat medis dan biologis
 Suhu yang cukup rendah berhasil untuk mendinginkan hamster (-5°C)
membekukan 50-60% air dalam tubuh mereka, dan kemudian menghidupkannya
kembali
 Untuk pengawetan jangka pendek (darah, sperma, sumsum tulang) dan jangka
Panjang (jaringan) → nitrogen cair (-196°C) terbukti jauh lebih baik dalam
pengawetan dibandingkan karbon dioksida padat (-79°C)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
24

25. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
25

26. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
26

27.  Work → suatu gaya yang bekerja pada jarak tertentu
 Work → perpindahan energi dari satu sistem mekanis ke sistem mekanis lainnya.
 Dalam kimia, jenis usaha utama yang dibahas disebut “usaha (PV)”
 Konsep usaha biasanya diperkenalkan dalam kimia untuk membahas peran
usaha PV dalam definisi entalphy.
 Usaha → masalah sampingan menuju konsep entalpi yang lebih berguna
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
27

28.  Agar usaha dapat dilakukan, suatu gaya harus diberikan dan harus ada gerak
atau perpindahan searah dengan gaya tersebut
 Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya yang bekerja pada suatu benda sama
dengan besar gaya dilakikan dengan jarak yang ditempuh gaya tersebut
 Usaha hanya mempunyai besaran dan tidak mempunyai arah, oleh karena itu
usaha merupakan besaran skala
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
28

29. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
29

30.  Energi → kemampuan atau kapasitas untuk melakukan kerja → tidak dapat
diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk
lain
 Satuan energi sama dengan usaha → joule → dinamai untuk menghormati James
Prescott Joule
 Energi ditemukan dalam banyak hal dan karenanya terdapat berbagai jenis
energi
 Semua bentuk energi bersifat kinetic atau potensial
 Eneri yang bergerak disebut energi kinetic, sedangkan energi potensial adalah
energi yang tersimpan dalam suatu benda dan daiukur dengan besarnya usaha
yang dilakukan
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
30

31.  Energi mekanik
 Energi gelombang mekanik
 Energi kimia
 Energi listrik
 Energi magnetic
 Energi yang besinar
 Energi nuklir
 Energi ionisasi
 Energi elastis
 Energi gravitasi
 Energi termal
 Energi panas
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
James Prescott Joule
31

32.  Secangkir kopi panas tanpa penutup beberapa waktu → kopi menjadi dingin →
karena hilangnya panas ke lingkungan sekitar yang suhunya lebih rendah
 Hal ini adalah bentuk energi yang dihasilkan dari energi kinetic total partikel-
partikel suatu benda
 Panas mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi (energi kinetic total
patikelnya tinggi) ke benda yang bersuhu lebih rendah (energi kinetic total
partikelnya rendah)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
32

33.  Tumbuhan menggunakan energi matahari, karbon dioksida, dan air untuk
mensintesis makanan
 Makanan dikonsumsi manusia dan hewan, diuraikan dalam tubuh dan
memperoleh energi untuk aktivitas kehidupan → contoh energi kimia
 Energi kimia → energi yang tersimpan dalam ikatan senyawa kimia.
 Ketika reaksi kimia berlangsung, terjadi perubahan susunan atom yang
mengakibatkan penyerapan (endotermik) atau pelepasan energi (eksotermik)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
33

34.  Energi akibat perpindahan muatan listrik disebut energi listrik
 Ketika menyalakan senter, energi kimia yang disimpan dalam baterai membuat
partikel bermuatan mengalir dari terminal potensial rendah ke terminal
potensial tinggi
 Energi listrik ini menyalakan senter yang ditransfer ke lingkungan sekitar
sebagai energi cahaya
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
34

35.  Pengeboman di kota Hirosima dan Nagasaki selama perang dunia II yang
menyebabkan kehancuran hingga dampaknya dapat dilihat bahkan hingga saat
ini
 Itulah bom nuklir yang dianggap sebagai salah satu penemuan umat manusia
paling berbahaya hingga saat ini
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
35

36. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
36