BIOFISIKA

“BIOKALOR”

Oleh :

KELOMPOK IV KELAS 1C

4.1 ) Ni Made Dwi Pradnyani (1313041046)

4.2) Hasby Wahid Haris (1313041040)

4.3) Ni Made Dwi Wahyundari (1313041041)

4.4) Nita Nurisa (1313041043)

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

KATA PENGANTAR

Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan

tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak

Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang telah

membantu dalam peyelesaian tugas ini.

Tugas Biofisik ini memuat tentang panas/kalor dan penerapannya dalam

cabang ilmu biologi, seperti panas tubuh manusia, pengaruh anomaly air terhadap

kehidupan di bawah es, proses difusi dan proses penghantaran panas. Penulis

menyadari tugas ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi

maupun penulisannya. Tapi kami tetap berharap para pembaca dapat

memperoleh manfaat dari tugas ini.

Singaraja, Desember 2013

Penulis

BIOKALOR

“ANOMALI AIR,

PENYEBAB TERJADINYA KEHIDUPAN DI BAWAH ES”

Oleh :

Nama :Ni Made Dwi Pradnyani

NIM :1313041046

Kelas : C

No : 13

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

KATA PENGANTAR

Om Swastyastu

Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Mah

Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan

tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak

Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang telah

membantu dalam peyelesaian tugas ini.

Tugas Biofisik ini berjudul Anomali Air Penyebab Terjadinya Kehidupan

di Bawah Es. Penulis menyadari tugas ini masih jauh dari kata sempurna,

baik dari segi materi maupun penulisannya. Tapi kami tetap berharap para

pembaca dapat memperoleh manfaat dari tugas ini.

Om Santih Santih Santih Om

Singaraja, Desember 2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Walaupun air hanya terdiri dari dua macam atom (H dan O) dan dengan

rumus molekul sederhana H2O, air merupakan unsur penting bagi

kelangsungan makhluk hidup di bumi. Sepertiga dari bumi adalah berupa

lautan, begitu pula dalam tubuh manusia, 70% tubuh manusia tersusun atas

cairan. Begitu pula pada hewan dan tumbuhan, air memegang peranan penting

bagi keberlangsungan hidup mereka. Di dunia ini tidak akan ada kehidupan

tanpa air. Pentingnya air sudah sangat jelas, terutama bagi makhluk air, seperti

makhluk pada ekosistem laut, danau atau sungai. Tapi jika laut, danau, atau

sungai membeku pada musim dingin, bagaimana ekosistem ini dapat

bertahan?

Dalam ilmu fisika kita kerap mendengar bahwa cairan yang bermassa jenis

lebih kecil akan berada di atas yang bermassa jenis lebih besar. Ini juga

berhubungan dengan pernyataan bahwa semakin dingin suatu benda, biasanya

massa jenisnya juga akan membesar. Namun tidak demikian dengan air, air

pada suhu mulai dari 40C hingga 00C mempunyai sifat yang menyimpang dari

sifat zat pada umumnya. Sifat inilah yang disebut anomali air.

1.2 RUMUSAN MASSALAH

1.2.1 Apa itu anomali air?

1.2.2 Apa manfaat dan kerugian anomali air bagi kehidupan?

1.2.3 Apa itu kehidupan di bawah es?

1.3 TUJUAN PENULISAN

1.3.1 Untuk mengetahui apa itu anomali air.

1.3.2 Untuk mengetahui manfaaat dan kerugian anomali air bagi kehidupan.

1.3.3 Untuk mengetahui apa itu kehidupan di bawah es.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 ANOMALI AIR

` Manusia telah menemukan suatu kejanggalan kelakuan air, yang sering

disebut dengan anomali air. Semestinya benda akan mengembang bila

dipanaskan dan menyusut volumenya bila didinginkan. Demikian pula

dengan air. Volume air akan menyusut apabila didinginkan. Akan tetapi hal

ini hanya berlangsung sampai suhu 4⁰ C. Di bawah suhu 4⁰ C volume air

justru bertambah besar. Inilah yang disebut sifat anomali dari air.

Misalnya dalam suatu kasus , air dimasukkan ke dalam kulkas. Mula-

mula suhu air 30oC. Saat di dalam kulkas, air mulai menjadi dingin (suhu air

menurun). Pada saat suhu air menurun, volume air juga berkurang (air

mengalami penyusutan). Ketika mencapai suhu 4oC, air akan memuai

(volumenya bertambah). Volume air juga semakin bertambah ketika ia

membeku menjadi es.

Massa benda selalu tetap, sedangkan volumenya bisa berubah-ubah,

tergantung dari suhu. Massa jenis suatu benda akan bertambah ketika benda

tersebut menyusut (volume benda berkurang). Sebaliknya, massa jenis benda

akan berkurang ketika benda memuai (volume benda bertambah). Ini

persamaannya :

Keterangan :

ρ = Massa jenis (kg/m3) atau (g/cm3)

m = massa (kg atau gram)

v = volume (m3 atau cm3)

Massa air yang masih cair adalah sama dengan air yang telah membeku.

Perubahan bentuk dari cair ke padat (beku) tidak akan mengubah massa zat

tersebut, akan tetapi volume air yang telah membeku mengalami perubahan

yakni membesar. Karena volume es lebih besar maka massa jenisnya menjadi

lebih kecil daripada air, inilah menyebabkan es mengapung di air. Air hanya

bisa menyusut (volume air berkurang) sampai suhu 4oC. Saat air melewati

suhu itu (di bawah suhu 4oC) air akan mengembang (volumenya bertambah),

hal ini dapat dilihat pada grafik di bawah ini. Karena itu air memiliki massa

jenis yang paling tinggi pada saat mencapai suhu 4oC.

2.2 MANFAAT DAN KERUGIAN ANOMALI AIR BAGI KEHIDUPAN

Mengapungnya es di atas air menjadi kunci berlangsungnya kehidupan

di musim dingin. Bila diperhatikan danau dan lautan di musim dingin atau di

daerah dekat kutub yang telah berubah menjadi es, bagian yang membeku

hanya di permukaan saja, sedangkan air di bagian bawah danau tetap

bebentuk cair.

Sifat anomali air ini berguna untuk menjaga ekosistem yang ada di

dalam laut tersebut. Karena meski air sudah beku di permukaan, ternyata air

yang ada di dasar/bawah tidak ikut membeku sehingga makhluk hidup di

dalamnya bisa bertahan di kala musim dingin datang.

Manfaat lain dari anomali air pada kehidupan adalah air yang membeku

dalam bebatuan, karena volumenya membesar maka mampu memecahkan

bebatuan, dengan begitu mineral dalam batuan bisa keluar dan memberikan

manfaat bagi kehidupan (tumbuhan dan lain-lain). Jadi kemampuan air untuk

masuk pada celah-celah bebatuan. Pada suhu 4oC, ukuran air (volume) paling

Grafik anomali air

kecil, kemudian akan membesar sampai ke titik beku. Kemampuan air ini,

memungkinkan proses penghancuran batuan terjadi secara alamiah dan

terbentuklah tanah untuk kehidupan. Sifat “anomali air” juga mempengaruhi

cuaca, keseimbangan iklim sehingga cuaca di muka bumi tidak terlalu panas

dan tidak terlalu dingin.

Disisi lain anomali air juga memiliki dampak negatif bagi kehidupan.

Walaupun tidak berdampak signifikan pada kehidupan manusia, namun

dampak negatif ini cukup merugikan bagi manusia. Diantaranya jika

memasukkan botol minuman (contohnya bir) ke dalam freezer, maka botol itu

akan pecah. Pada musim dingin, anomaly air juga dapat menyebabkan pipa

bawah tanah pecah. Ini karena volume air akan mengembang saat suhu air

berada di bawah suhu 40C.

2.3 KEHIDUPAN DI BAWAH ES

Perilaku menyimpang air ini sangat penting untuk bertahannya

kehidupan dalam air selama musim dingin. Ketika tempratur di danau atau

sungai diatas 4oC dan mulai mendingin karena kontak dengan udara dingin,

air permukaan terbenam karena massa jenisnya yang lebih besar dan

digantikan oleh air yang lebih hangat dari bawah. Campuran ini berlanjut

sampai tempratur mencapai 4oC.

Sementara permukaan air menjadi lebih dingin lagi dari 4oC, air tersebut

tetap di permukaan karena massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air

dibawahnya. Air kemudian

membeku pertama kali

dipermukaan, dan es tetap di

permukaan karena es

mempunyai massa jenis lebih

kecil dari massa jenis air.

Air di dasar tetap pada suhu

4oC sampai hampir seluruh air

membeku. Karena perilaku yang tidak biasa dari air di bawah 4oC, jarang

terjadi air membeku seluruhnya, dan hal ini dibantu oleh lapisan es di

permukaan yang berfungsi sebagai isolator untuk memperkecil aliran panas

ke luar dari es ke udara dingin di atasnya.

    Keanehan sifat air ini jelas-jelas menunjukkan suatu keteraturan alam

yang tidak mungkin terjadi dengan sendirinya. Bisa dibayangkan bila air tidak

memiliki sifat anomali sehingga volumenya terus menyusut bila didinginkan.

Maka es akan tenggelam ke dalam air. Tidak ada yang melindungi air danau

dari udara yang amat dingin (kurang dari 0⁰C) dan akhirnya seluruh air danau

akan membeku. Demikian pula air laut akan membeku seluruhnya. Hal ini

membahayakan bagi biota air karena arus dingin ada di atas permukaan air,

sehingga mereka akan terperangkap ke dalam tumpukan es. Maka musnahlah

ekosistem kehidupan air.

Para peneliti telah menemukan bahwa ada ikan yang hidup di kutub

utara, dan tidak sedikit ikan-ikan tersebut adalah endemik dari kutub utara

diantaranya Chimaera Hidung Panjang, Narwhal (Monodon monoceros), serta

hiu Greenland. Selain karena memiliki protein anti beku dalam darahnya,

kemampuan ikan-ikan ini untuk bertahan hidup di Samudra Artik juga karena

adanya anomali air, karena air membeku dari atas ke bawah. Jika air

membeku dari bawah ke atas maka tidak akan ada kehidupan di kutub utara.

Beruang kutub, camar, dan rubah kutub akan kehilangan makanannya yaitu

anjing laut dan paus beluga. Karena untuk hidup anjing laut dan paus

membutuhkan air laut yang tidak membeku.

BAB III

PENUTUP

Chimaera Hidung Panjang Narwhal

Hiu Greenland Paus Beluga

Beruang Kutub Rubah Kutub

3.1. SIMPULAN

3.1.2 Manusia telah menemukan suatu kejanggalan kelakuan air, yang sering

disebut dengan anomali air. Semestinya benda akan mengembang bila

dipanaskan dan menyusut volumenya bila didinginkan. Demikian pula

dengan air. Volume air akan menyusut apabila didinginkan. Akan tetapi

hal ini hanya berlangsung sampai suhu 4⁰ C. Melewati suhu 4⁰ C ( di

bawah suhu tersebut ketika didinginkan ) volume air justru bertambah

besar.

3.1.2 Adapun manfaaat dari anomali air adalah melindungi ekosistem

makhluk hidup di danau atau laut yang membeku, air yang membeku

dalam bebatuan akan mampu memecahkan bebatuan, karena

volumenya membesar dengan begitu mineral dalam batuan bisa keluar

dan memberikan manfaat bagi kehidupan (tumbuhan dan lain-lain),

mempengaruhi cuaca yaitu keseimbangan iklim sehingga cuaca di muka

bumi tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin.

3.1.3 Adanya anomali air memberikan banyak keuntungan, terutama bagi

ekosistem air yang ada di daerah dingin. Dengan adanya anomali air

semua makhluk yang ada di daerah dengan suhu dingin seperti di

daerah kutub dapat bertahan hidup dan tidak mati membeku. Anomali

air memungkinkan terjadinya kehidupan di bawah es.

3.2 SARAN

Dengan mengetahui dan memahami tentang anomali air ini,

semoga dapat menumbuhkan rasa syukur pada diri setiap pembaca.

Karena Tuhan telah menciptakan sesuatu yang sungguh luar biasa. Sulit

dibayangkan sesandainya air tidak memiliki sifat aneh ini, pasti banyak

makhluk hidup yang akan punah, terlebih makhluk yang hidup di air.

PANAS PADA TUBUH

Oleh:

Hasby Wahid Harris 1313041040

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberi rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah ini

dalam rangka tugas mata kuliah Biofisik tahun 2013. Karya tulis yang berjudul “

Panas Pada Tubuh “ . Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada bapak dosen

pembimbing Drs. Nyoman Subratha, M.Pd. yang telah memberi masukkan dan

bimbingan dalam menyelesaikan makalah ini. Ucapan terima kasih juga penulis

sampaikan kepada rekan – rekan kelas 1C yang telah memberikan semangat

hingga penulis bisa menyelesaikan makalah ini. Untuk selanjutnya penulis

mengharapkan semoga makalah ini dapat menambah wawasan bagi diri sendiri

dan juga mahasiswa Universitas Pendidikan Ganesha, khususnya mahasiswa

jurusan Pendidikan Biologi.

Makalah ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang membangun,

penulis tunggu demi kemajuan penulis dimasa mendatang. Semoga makalah ini

bermanfaat.

Singaraja, Desember 2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di dalam Anonim (2007) dikemukakan bahwa biofisika adalah studi tentang

fenomena biologis dengan menggunakan metode – metode dan konsep – konsep

fisika, sedangkan di dalam Anonim (2005) dikemukakan bahwa biofisika adalah

studi interdisipliner tentang fenomena dan masalah – masalah biologis dengan

menggunakan prinsip – prinsip dan teknik – teknik fisika. Biofisika bergantung

pada teknik-teknik yang berasal dari ilmu fisika tetapi difokuskan pada masalah –

masalah biologis. Mengacu pada definisi yang telah dikemukakan mengenai

biofisika, maka dalam konteks seorang pekerja yang melakukan aktivitas di alam

terbuka, maka biofisika dapat dipandang sebagai studi tentang fenomena biologis

pada seorang pekerja yang berinteraksi dengan lingkungan fisik setempat ketika

sedang melakukan aktivitas kerja dengan menggunakan prinsip, konsep, dan

metode fisika. Dalam hal ini Campbell (1977) menyebut kajian fisika dalam

konteks ini sebagai biofisika lingkungan. Menurut Campbell (1977)

perkembangan dalam bidang biofisika lingkungan terutama terfokus pada dua

bidang yaitu: penggunaan model – model matematis untuk mengkuantifikasi laju

transfer panas dan massa, dan pengunaan persamaan kontinuitas yang telah

mengantar pada analisis neraca energi. Oleh karena itu dapat dikemukakan bahwa

dalam biofisika lingkungan dipelajari mengenai bagaimana penerapan konsep –

konsep fisika pada interaksi antara mahluk hidup dengan lingkungan fisiknya,

sehingga dalam konteks ini dipelajari mengenai aplikasi konsep – konsep fisika

pada interaksi antara pekerja dan lingkungan fisiknya ketika melakukan aktivitas

di alam terbuka. Dalam suatu sistem kerja (Corlett and Clark, 1995), interaksi

yang penting bukan hanya antara manusia dengan lingkungan fisiknya akan tetapi

juga dengan peralatan dan perlengkapan yang digunakan pada waktu bekerja.

Termodinamika merupakan suatu ilmu yang mempelajari tentang semacam

terobosan – terobosan dalam membantu semua aktivitas manusia. Termodinamika

dalam sistem biologi berarti merupakan pencapaian dari hasil – hasil yang telah

dihasikan dari ilmu termodinamika dan menerapkannya demi kepentingan yang

bersifat biologis. Misalnya saja dengan adanya beberapa teori serta alat yang

dapat membantu menjelaskan sistem dalam proses bernapas. Sistem

termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan di dalam ilmu

biologi. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan

jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika

berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan

entropi antara sistem dan lingkungan.

Manusia juga menghasilkan panas, sama halnya dengan peralatan mekanis

seperti mesin atau peralatan eletronika. Panas yang dihasilkan adalah berdasarkan

jenis aktivitas yang dilakukannya. Jika panas yang dihasilkan berlebih karena

proses aktivitas yang terus menerus maka harus segera didinginkan. Bila ini

terjadi pada peralatan mekanis maka pendinginan dapat dilakukan dengan cara

pemberian fan atau kipas untuk mengeluarkan panas dengan segera jika tidak

maka akan rusaklah peralatan mekanik tersebut. Jika panas yang berlebih terjadi

pada tubuh manusia maka hal ini akan mengganggu kenyamanan kita dalam

beraktivitas, keseimbangan suhu pada manusia harus dipertahankan atau

dikendalikan agar kenyamanan suhu dapat tercapai. Tubuh manusia mempunyai

mekanisme alam untuk mempertahankan keseimbangan suhu tersebut, mekanisme

itu adalah Berkeringat atau menggigil. Bila laju perpindahan panas tubuh terlalu

lambat maka tubuh akan member peringatan kepada kita melalui keringat yang

berlebih sedangkan bila perpindahan panas terlalu cepat maka yang terjadi adalah

menggigil.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam pembuatan makalah ini dapat ditentukan beberapa rumusan

masalah sebagai berikut.

1. Bagaimana proses transfer panas pada tubuh?

2. Bagaimana peranan air di dalam tubuh dalam bentuk keringat?

3. Apa yang terjadi pada tubuh saat mengalami demam dan hipetermia?

1.3. Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah.

1. Mengetahui bagaimana proses transfer panas pada tubuh.

2. Mengetahui peranan air di dalam tubuh dalam bentuk keringat.

3. Mengetahui apa yang terjadi pada tubuh saat mengalami demam dan

hipetermia.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Transfer Panas Tubuh

Proses pelepasan panas dan proses produksi panas dalam neraca energi

terarah kepada mempertahankan suhu tubuh normal sekitar 37 °C. Nilai ini

dicapai dengan menyeimbangkan jumlah panas yang dihasilkan dalam tubuh

dengan jumlah panas yang hilang. Produksi panas ditentukan oleh aktivitas

metabolik. Pada saat sedang istirahat, panas dihasilkan oleh tubuh untuk fungsi –

fungsi dasar tubuh seperti respirasi dan fungsi jantung dengan memberikan pada

sel-sel tubuh oksigen dan makanan (nutrien) yang dibutuhkan dalam menjalankan

fungsi-fungsi dasar tersebut. Pada saat melakukan aktivitas pekerjaan, kebutuhan

otot-otot aktif terhadap oksigen dan makanan meningkat, dan sebagai akibatnya

aktivitas metabolik juga meningkat. Ketika sel-sel otot aktif membakar makanan

untuk aktivitas mekanis, sebagian energi dibebaskan ke luar tubuh sebagai kerja

eksternal, tetapi sebagian besar dilepaskan ke dalam otot sebagai panas. Bila

panas tidak dilepaskan panas tersebut akan memanaskan tubuh sampai level yang

mematikan.

Termoregulasi bergantung pada fungsi normal dari proses produksi panas.

Panas yang dihasilkan tubuh adalah hasil sampingan metabolisme yaitu reaksi

kimia dalam seluruh sel tubuh. Makanan merupakan sumber utama bahan bakar

untuk metabolisme. Aktivitas yang membutuhkan reaksi kimia tambahan akan

meningkatkan laju metabolik yang juga akan menambah produksi panas. Saat

metabolisme menurun, panas yang dihasilkan juga lebih sedikit. Produksi panas

terjadi saat intirahat, gerakan volunter dan termogenesis tanpa mengigil.

Pembentukan panas (heat production) dalam tubuh manusia bergantung pada

tingkat metabolisme yang terjadi dalam jaringan tubuh tersebut. Hal ini

dipengaruhi oleh.

1) Metabolisme basal berperan terhadap panas yang dihasilkan oleh tubuh saat

istirahat total. Laju metabolism basal atau basal metabolic rate (BMR) biasanya

bergantung pada area permukaan tubuh. BMR juga dipengaruhi oleh hormon

tiroid, dengan merangsang penguraian glukosa dan lemak, hormone tiroid

meningkatkan reaksi kimia dalam sel tubuh. Saat hormone tiroid disekresikan

dalam jumlah besar, BMR dapat meningkat 100%. Ketiadaan hormone tiroid akan

menurunkan BMR menjadi setengahnya, sehingga terjadi pengurangan produksi

panas. Hormon seks testoteron meningkatkan BMR sehingga pria memiliki BMR

yang lebih tinggi dari pada wanita.

2) Gerakan volunter seperti aktivitas otot pada olahraga membutuhkan energi

tambahan. Laju metabolik meningkat saat aktivitas, terkadang meningkatkan

produksi panas hingga 50 kali lipat.

3) Menginggil adalah respon tubuh involunter terhadap perbedaan suhu dalam

tubuh. Gerakan otot lurik saat menginggil membutuhkan energi yang cukup besar.

Menginggil menghasilkan produksi panas 4 sampai 5 kali lipat dari normal. Panas

ini akan membantu menyeimbangkan suhu tubuh sehingga menginggil akan

berhenti.

4) Termogenesis tanpa mengigil terjadi pada neonatus. Neonatus tidak dapat

mengigil sehingga jaringan coklat vasukuler yang ada saat lahir dimetabolisme

untuk produksi panas. Jaringan tersebut sangat terbatas jumlahnya.

Panas yang hilang dari tubuh memiliki beberapa jalur untuk berpindah ke

udara sekitar.

1. Konduksi (Conduction)

Perpindahan panas melalui kontak langsung antara permukaan. Yang dimaksud

dengan hantaran ialah pengangkutan panas melalui satu jenis zat. Sehingga

perpindahan panas secara hantaran/konduksi merupakan satu proses pendalaman

karena proses perpindahan panas ini hanya terjadi dari daerah dengan titik bersuhu

tinggi ke titik bersuhu rendah. Pada perpindahan panas secara konduksi energi

dipindahkan dengan hubungan molekul secara langsung tanpa perpindahan berarti

pada olekul-molekul tersebut. Contoh, ketika tangan kita kedinginan kita akan

merasa nyaman memegang gelas panas atau pada saat panas kita berbaring diatas

lantai yang sejuk.

2. Konveksi (Convection)

Perpindahan panas berdasarkan gerakan fluida dalam hal ini adalah udara, artinya

panas tubuh dapat dihilangkan bergantung pada aliran udara yang melintasi tubuh

manusia. Contoh, kita akan merasa nyaman bila terkena hembusan angin pada saat

kita berkeringat.

3. Radiasi ( Radiation)

Perpindahan panas berdasrkan gelombang eletromagnetik, tubuh manusia

mendapat panas dari pancaran panas yang lebih tinggi dan tubuh manusia dapat

akan memancarkan panasnya secara radiasi ke setiap objek yang mempunyai suhu

lebih dingin dari manusia.

4. Penguapan ( Evaporation)

Perpindahan panas karena perbedaan lapisan udara (steck effect) yaitu lapisan

udara panas akan terdorong naik oleh lapisan udara dingin. Tubuh kehilangan

panas secara berkelanjutan melalui evaporasi. Sekitar 600-900 cc air tiap harinya

menguap dari kulit dan paru – paru sehingga terjadi kehilangan air dan panas.

Melalui proses respirasi tubuh kehilangan sejumlah panas yang dapat mencapai

10% dari total panas yang diproduksi tubuh.

Panas yang Tersimpan = Panas yang Diproduksi – Panas yang Hilang

= (laju Metabolik–Usaha Eksternal) – (Konduksi

+ Radiasi + Konveksi + Evaporasi )

Agar tubuh stabil, panas yang hilang harus seimbang dengan panas yang

diproduksi. Jika tidak demikian, kandungan panas tubuh akan berubah, yang

menyebabkan suhu tubuh naik atau turun. Jadi jika produksi panas melalui laju

metabolik lebih tinggi daripada jumlah semua panas yang hilang, panas yang

tersimpan akan bertanda positif (surplus), yang berarti kandungan panas tubuh

meningkat dan suhu tubuh akan meningkat. Jika panas yang tersimpan bertanda

negatif (defisit), panas yang hilang lebih besar daripada panas yang diproduksi.

Tubuh menjadi dingin, dan suhu tubuh akan turun.

2.2. Keringat

Salah satu fenomena peranan air dalam tubuh manusia adalah keringat.

Semua mamalia memiliki suhu tubuh relatif sama. Meskipun bervariasi, itu tidak

terlalu mencolok dan suhu tubuh mamalia berkisar antara 35o- 40oC. Suhu tubuh

manusia sekitar 37oC dalam kondisi normal. Suhu ini merupakan suhu kritis dan

mutlak harus dijaga agar tetap konstan. Jika suhu tubuh manusia menurun hanya

beberapa derajat, banyak fungsi vital tubuh akan gagal. Jika suhu tubuh

meningkat meskipun hanya beberapa derajat, seperti yang terjadi ketika manusia

sakit, pengaruhnya bisa membahayakan. Suhu tubuh yang bertahan di atas 40oC

dapat membawa kematian. Singkatnya, suhu tubuh kita memiliki keseimbangan

yang sangat kritis dan tidak memungkinkan variasi.

Akan tetapi, tubuh manusia memiliki masalah serius yakni tubuh aktif

setiap saat. Semua gerak fisik, seperti halnya gerak mesin, memerlukan produksi

energi untuk tetap aktif. Namun kapan saja energi dihasilkan, panas selalu

dikeluarkan sebagai produk sampingan.  Tetapi kenyataannya, jika manusia

menyadari, manusia sama sekali tidak menjadi sepanas yang seharusnya.

Satuan panas adalah kalori. Orang normal yang berlari 10 kilometer dalam

satu jam akan menghasilkan sekitar 1.000 kalori panas. Panas itu harus dilepaskan

dari tubuh. Jika tidak, manusia akan pingsan sampai koma sebelum

menyelesaikan kilometer pertama. Namun bahaya tersebut dihindari oleh sifat

ketiga termal air.

Untuk menjaga tubuh tetap sejuk terhadap panas yang dihasilkan, tubuh

menggunakan mekanisme keringat. Ketika manusia berkeringat, air menyebar di

permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air sangat

besar, penguapan itu membutuhkan panas yang besar pula. Panas tersebut tentu

saja diambil dari tubuh sehingga tetap sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif

sehingga terkadang menyebabkan manusia merasa kedinginan meskipun cuaca

agak panas.

Karena itulah, seseorang yang telah berlari sejauh sepuluh kilometer akan

berkurang suhu tubuhnya sampai 6oC sebagai akibat penguapan air satu liter saja.

Semakin banyak energi yang dikeluarkannya, semakin meningkat suhu tubuhnya,

namun pada saat yang sama, semakin banyak dia berkeringat dan menjadi sejuk.

Di antara faktor-faktor yang membuat sistem pengatur panas tubuh bekerja seluar

biasa ini, yang utama adalah sifat termal air. Tidak ada zat cair lain akan

menyediakan sistem pengeluaran keringat seefesien air.

Terdapat aspek penting lain dalam hal ini. Jika panas yang dilepaskan

dalam tubuh tidak dibawa ke permukaan, yaitu ke kulit, baik kedua sifat air

maupun proses pengeluaran keringat tidak akan berguna. Karena itulah struktur

tubuh juga harus menjadi penghantar panas yang baik. Pada poin inilah, satu lagi

sifat penting air berperan. Tidak seperti zat cair lainnya, air memiliki kapasitas

sangat tinggi untuk konduktivitas termal, yaitu kemampuan menghantarkan panas.

Karena alasan ini, tubuh membawa panas yang dihasilkan di dalamnya ke kulit

(saluran darah dekat kulit melebar untuk tujuan ini dan itulah sebabnya kita

memerah ketika terlalu panas). Jika konduktivitas termal air berkurang setengah

atau sepertiganya, laju penghantaran panas ke kulit akan jauh lebih lambat, dan ini

akan membuat bentuk kehidupan kompleks seperti mamalia tidak mungkin hidup.

Semua itu menunjukkan bahwa tiga sifat termal air yang sangat berbeda bekerja

sama untuk mencapai tujuan yang sama: mendinginkan tubuh makhluk hidup

yang kompleks seperti manusia. Air adalah zat cair yang dirancang khusus untuk

tugas ini.

2.3. Demam dan Hipetermia

Demam ialah peningkatan suhu tubuh karena ‘resetting’ termostat di

hipothalamus. Seseorang disebut demam ketika suhun tubuhnya 38 C atau lebih.

Demam ini terjadi sebagai hasil dari respon kekebalan tubuh terhadap penjajah.

Penjajah tersebut termasuk virus, bakteri, jamur, obat-obatan, atau racun lainnya.

Reaksi tersebut menghasilkan zat yang disebut pirogen, yang memicu respon

kekebalan tubuh. Pirogen memberitahu hipotalamus untuk meningkatkan set point

suhu dalam rangka untuk membantu tubuh melawan infeksi.

Peningkatan termostat tubuh akan menyebabkan sensasi kedinginan.

Vasokonstriksi dan menggigil terjadi untuk mengimbangi peningkatan suhu

tubuh. Jika termostat dihapus dan demam hilang, seseorang akan merasa

kepanasan, terjadi vasodilatasi dan berkeringat. Perubahan termostat dilakukan

oleh zat kimia yang disebut endogenous pyrogen (EP), yang berisi interleukin 1

(IL-1) dan IL6. Keduanya dilepaskan oleh makrofag yang bekerja di

hipothalamus. Peningkatan suhu tubuh menstimulasi respons pertahanan tubuh.

Peningkatan suhu tubuh yang bukan disebabkan oleh infeksi disebut hipertermia.

Hipertermia terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan panas dengan

pengeluaran panas. Hipertermia biasanya terjadi karena latihan fisik. Pada awal

latihan fisik, suhu tubuh akan meningkat karena panas yang dibentuk lebih banyak

daripada panas yang dilepaskan. Akibatnya suhu inti tubuh meningkat dan terjadi

mekanisme heat-lost.

Heat Exhaustion ialah suatu keadaan kolaps karena dehidrasi berat yang

menyebabkan hipotensi akibatnya berkurangnya volume plasma karena

berkeringat sehingga menyebabkan penurunan curah jantung, dan vasodilatasi

pembuluh darah kulit yang berlebihan sehingga menyebabkan penurunan

resistensi perifer. Pada keadan heat exhaustion suhu inti tubuh berkisar 37,5-39

C, terjadi kram otot, mual, sakit kepala, pucat dan banyak berkeringat. Biasanya

terjadi pada orang yang aktif secara fisik pada suhu lembab, sehingga tidak

teraklimatisasi. Dapat juga terjadi pada lansia yang sudah mengalami kerusakan

pada kemampuan pengaturan suhu tubuhnya.

Heat Stroke ialah bentuk hipertermia yang lebih berat dengan suhu tubuh

yang lebih tinggi. Heat stroke ditandai oleh kolaps, delirium, kejang, dan

penurunan kesadaran. Biasanya terjadi karena lama terpapar udara/suhu

lingkungan yang panas. Pada keadaan ini terjadi mekanisme umpan balik positif,

peningkatan suhu tubuh makin meningkatkan metabolisme dan menghasilkan

panas lebih banyak.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Panas yang terdapat pada tubuh adalah selisih antar panas yang diproduksi

di dalam tubuh dengan panas yang keluar menuju udara sekitar. Panas yang

dihasilkan tubuh adalah hasil sampingan metabolisme yaitu reaksi kimia dalam

seluruh sel tubuh. Panas yang hilang dari tubuh memiliki empat jalur untuk

berpindah ke udara sekitar, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi,

panas juga bisa keluar melalui respirasi. Panas yang hilang harus seimbang

dengan panas yang diproduksi. Jika tidak maka kandungan panas tubuh akan

berubah, yang menyebabkan suhu tubuh naik atau turun.

Tubuh menggunakan mekanisme keringat, saat berkeringat air menyebar

di permukaan kulit dan dengan cepat menguap. Tetapi karena panas laten air

sangat besar, air memiliki kapasitas sangat tinggi untuk konduktivitas termal,

yaitu kemampuan menghantarkan panas, maka proses penguapan membutuhkan

panas yang besar pula. Panas tersebut tentu saja diambil dari tubuh sehingga tetap

sejuk. Proses penyejukan ini begitu efektif sehingga terkadang menyebabkan rasa

kedinginan meskipun cuaca agak panas.

Demam merupakan peningkatan suhu tubuh karena ‘resetting’ termostat di

hipothalamus. Demam ini terjadi sebagai hasil dari respon kekebalan tubuh

terhadap penjajah yang berupa virus, bakteri, jamur, obat-obatan, atau racun

lainnya. Reaksi tersebut menghasilkan zat yang disebut pirogen, yang memicu

respon kekebalan tubuh. Pirogen memberitahu hipotalamus untuk meningkatkan

set point suhu dalam rangka untuk membantu tubuh melawan infeksi. Peningkatan

suhu tubuh yang bukan disebabkan oleh infeksi disebut hipertermia. Hipertermia

terjadi karena ketidakseimbangan antara pembentukan panas dengan pengeluaran

panas.

3.2.Saran

Dalam makalah ini penulis ingin memberikan saran kepada pembaca yaitu.

1. Diharapkan pembaca dapat mengetahui lebih jelas tentng panas yang

yang tersimpan di dalam tubuh.

2. Diharapkan pembaca dapat mengetahui fungsi keringat pada tubuh.

3. Diharapkan pembaca dapat mengetahui tentang demam dan hipetermia.

DAFTAR PUSTAKA

http://reetno.blogspot.com

http://mey46lovers.blogspot.com

http://veraendang.bolgspot.com

www.deherba.com

PERPINDAHAN PANAS TUBUH

oleh :

Nama :Ni Made Dwi Wahyundari

NIM :1313041041

Kelas : I.C

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Manusia termasuk dalam kelompok homeotermis yang senantiasa

mempertahankan suhu internal tubuh dalam batas relatif konstan meskipun suhu

lingkungan berubah-ubah. Di dalam tubuh, panas diproduksi secara terus menerus

akibat adanya aktivitas metabolisme. Ketika penggunaan energi meningkat 

karena aktivitas fisik maka terjadi penambahan panas. Demikian juga dengan

perubahan yang sangat besar dari suhu lingkungan sangat mempengaruhi suhu

tubuh yang pada akhirnya, akan mempengaruhi sistem kerja enzim yang bekerja

pada suhu dengan kisaran yang relatif sempit. Agar suhu tubuh tetap relatif

konstan maka harus ada mekanisme untuk menjaga suhu tubuh dalam batas-batas

yang masih dapat diterima tanpa memperhatikan kondisi lingkungan. Tubuh

manusia menghasilkan energi termal yang besar. Energi di ubah dari makanan di

dalam tubuh, maksimal 20 persen digunakan untuk melakukan kerja, sehingga

lebih dari 80 persen muncul sebagai termal. Suhu tubuh manusia cenderung

berfluktuasi setiap saat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan fluktuasi suhu

tubuh. Untuk mempertahankan suhu tubuh manusia dalam keadaan konstan,

diperlukan regulasi suhu tubuh. Suhu tubuh manusia diatur dengan mekanisme

umpan balik (feed back) yang diperankan oleh pusat pengaturan suhu di

hipotalamus. Apabila pusat temperatur hipotalamus mendeteksi suhu tubuh yang

terlalu panas, tubuh akan melakukan mekanisme umpan balik.

Mekanisme umpan balik ini terjadi bila suhu inti tubuh telah melewati batas

toleransi tubuh untuk mempertahankan suhu, yang disebut titik tetap (set

point). Titik tetap tubuh dipertahankan agar suhu tubuh inti konstan pada 37°C.

Apabila suhu tubuh meningkat lebih dari titik tetap, hipotalamus akan merangsang

untuk melakukan serangkaian mekanisme untuk mempertahankan suhu dengan

cara menurunkan produksi panas dan meningkatkan pengeluaran panas sehingga

suhu kembali pada titik tetap. Manusia dan binatang menyusui mempunyai

kemampuan untuk memelihara suhu tubuh relative konstan dan berlawanan

dengan suhu lingkungan. Kepentingan dipertahankan suhu tubuh pada manusia

adalah berhubungan dengan reaksi kimia didalam tubuh kita. Mis kenaikan suhu

10 derajat Celcius bisa mempercepat proses biologis 2 - 3 kalinya. Suhu inti (core

temperature) manusia berfluktuasi + 1 derajat Celcius dalam kegiatan sehari-hari

Misalnya paling rendah adalah pada waktu pagi hari (jam 4 - 6 subuh) dan

mencapai puncaknya pada sore hari (jam 2 - 3 sore).

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana Perpindahan Kalor secara Konveksi ?

2. Bagaimana Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah?

3. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi konveksi suhu tubuh ?

4. Penerapan dalam bidang biologi!

1.3 Tujuan Pembahasan

1.     Menambah pengetahuan dan wawasan mahasiswa tentang mekanisme

perubahan suhu tubuh.

2.     Dapat mengetahui tentang asal panas suhu tubuh manusia, system pengaturan

suhu tubuh, reseptor suhu, penjalaran sinyal suhu tubuh pada system saraf.

3.     Mengetahui tentang faktor yang mempengaruhi suhu tubuh serta gangguan

suhu suhu tubuh.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Perpindahan Kalor secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai

dengan perpindahan partikel-partikel zat. Konveksi terjadi karena gerakan

massa molekul pada suatu tempat ke tempat lain, yang disebabkan oleh

adanya perbedaan massa jenis zat. Perpindahan kalor secara konveksi dapat

terjadi pada zat cair dan zat gas. Laju perpindahan kalor secara konveksi

bergantung pada luas permukaan yang bersentuhan, dan perbedaan suhu

antara fluida dengan benda.  Manusia juga menghasilkan kalor atau panas,

sama halnya dengan peralatan mekanis seperti mesin atau peralatan

eletronika. Panas yang dihasilkan adalah berdasarkan jenis aktivitas yang

dilakukannya. Jika panas yang dihasilkan berlebih karena proses aktivitas

yang terus menerus maka harus segera didinginkan. Bila ini terjadi pada

peralatan mekanis maka pendinginan dapat dilakukan dengan cara pemberian

fan atau kipas untuk mengeluarkan panas dengan segera jika tidak maka akan

rusaklah peralatan mekanik tersebut. Jika panas yang berlebih terjadi pada

tubuh manusia maka hal ini akan mengganggu kenyamanan kita dalam

beraktivitas, keseimbangan suhu pada manusia harus dipertahankan atau

dikendalikan agar kenyamanan suhu dapat tercapai.

2. Mekanisme Tubuh Ketika Suhu Tubuh Berubah

1. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh meningkat yaitu :

a. Vasodilatasi

Vasodilatasi pembuluh darah perifer hampir dilakukan pada semua area

tubuh. Vasodilatasi ini disebabkan oleh hambatan dari pusat simpatis pada

hipotalamus posterior yang menyebabkan vasokontriksi sehingga terjadi

vasodilatasi yang kuat pada kulit, yang memungkinkan percepatan

pemindahan panas dari tubuh ke kulit hingga delapan kali lipat lebih

banyak.

b. Berkeringat

Pengeluaran keringat melalui kulit terjadi sebagai efek peningkatan suhu

yang melewati batas kritis, yaitu 37°C. pengeluaran keringat menyebabkan

peningkatan pengeluaran panas melalui evaporasi. Peningkatan suhu tubuh

sebesar 1°C akan menyebabkan pengeluaran keringat yang cukup banyak

sehingga mampu membuang panas tubuh yang dihasilkan dari metabolisme

basal 10 kali lebih besar. Pengeluaran keringat merupakan salh satu

mekanisme tubuh ketika suhu meningkat melampaui ambang kritis.

Pengeluaran keringat dirangsang oleh pengeluaran impuls di area preoptik

anterior hipotalamus melalui jaras saraf simpatis ke seluruh kulit tubuh

kemudian menyebabkan rangsangan pada saraf kolinergic kelenjar keringat,

yang merangsang produksi keringat. Kelenjar keringat juga dapat

mengeluarkan keringat karena rangsangan dari epinefrin dan norefineprin.

c. Penurunan pembentukan panas

Beberapa mekanisme pembentukan panas, seperti termogenesis kimia dan

menggigil dihambat dengan kuat.

2. Mekanisme tubuh ketika suhu tubuh menurun, yaitu :

a. Vasokontriksi kulit di seluruh tubuh

Vasokontriksi terjadi karena rangsangan pada pusat simpatis hipotalamus

posterior.

b. Piloereksi

Rangsangan simpatis menyebabkan otot erektor pili yang melekat pada

folikel rambut berdiri. Mekanisme ini tidak penting pada manusia, tetapi

pada binatang tingkat rendah, berdirinya bulu ini akan berfungsi sebagai

isolator panas terhadap lingkungan.

c. Peningkatan pembentukan panas

Pembentukan panas oleh sistem metabolisme meningkat melalui mekanisme

menggigil, pembentukan panas akibat rangsangan simpatis, serta

peningkatan sekresi tiroksin.

3. Factor-faktor yang Mempengaruhi Konveksi Suhu Tubuh

1. Kecepatan metabolisme basal

Kecepatan metabolisme basal tiap individu berbeda-beda. Hal ini memberi

dampak jumlah panas yang diproduksi tubuh menjadi berbeda pula.

Sebagaimana disebutkan pada uraian sebelumnya, sangat terkait dengan

laju metabolisme.

2. Rangsangan saraf simpatis

Rangsangan saraf simpatis dapat menyebabkan kecepatan metabolisme

menjadi 100% lebih cepat. Disamping itu, rangsangan saraf simpatis dapat

mencegah lemak coklat yang tertimbun dalam jaringan untuk

dimetabolisme. Hamper seluruh metabolisme lemak coklat adalah

produksi panas. Umumnya, rangsangan saraf simpatis ini dipengaruhi

stress individu yang menyebabkan peningkatan produksi epineprin dan

norepineprin yang meningkatkan metabolisme.

3. Hormone pertumbuhan

Hormone pertumbuhan ( growth hormone ) dapat menyebabkan

peningkatan kecepatan metabolisme sebesar 15-20%. Akibatnya, produksi

panas tubuh juga meningkat.

4. Hormone tiroid

Fungsi tiroksin adalah meningkatkan aktivitas hamper semua reaksi kimia

dalam tubuh sehingga peningkatan kadar tiroksin dapat mempengaruhi laju

metabolisme menjadi 50-100% diatas normal.

5. Hormone kelamin

Hormone kelamin pria dapat meningkatkan kecepatan metabolisme basal

kira-kira 10-15% kecepatan normal, menyebabkan peningkatan produksi

panas. Pada perempuan, fluktuasi suhu lebih bervariasi dari pada laki-laki

karena pengeluaran hormone progesterone pada masa ovulasi

meningkatkan suhu tubuh sekitar 0,3 – 0,6°C di atas suhu basal.

6. Demam ( peradangan )

Proses peradangan dan demam dapat menyebabkan peningkatan

metabolisme sebesar 120% untuk tiap peningkatan suhu 10°C.

7. Status gizi

Malnutrisi yang cukup lama dapat menurunkan kecepatan metabolisme 20

– 30%. Hal ini terjadi karena di dalam sel tidak ada zat makanan yang

dibutuhkan untuk mengadakan metabolisme. Dengan demikian, orang

yang mengalami mal nutrisi mudah mengalami penurunan suhu tubuh

(hipotermia). Selain itu, individu dengan lapisan lemak tebal cenderung

tidak mudah mengalami hipotermia karena lemak merupakan isolator yang

cukup baik, dalam arti lemak menyalurkan panas dengan kecepatan

sepertiga kecepatan jaringan yang lain.

8. Aktivitas

Aktivitas selain merangsang peningkatan laju metabolisme,

mengakibatkan gesekan antar komponen otot / organ yang menghasilkan

energi termal. Latihan (aktivitas) dapat meningkatkan suhu tubuh hingga

38,3 – 40,0 °C.

9. Gangguan organ

Kerusakan organ seperti trauma atau keganasan pada hipotalamus, dapat

menyebabkan mekanisme regulasi suhu tubuh mengalami gangguan.

Berbagai zat pirogen yang dikeluarkan pada saai terjadi infeksi dapat

merangsang peningkatan suhu tubuh. Kelainan kulit berupa jumlah

kelenjar keringat yang sedikit juga dapat menyebabkan mekanisme

pengaturan suhu tubuh terganggu.

10. Lingkungan

Suhu tubuh dapat mengalami pertukaran dengan lingkungan, artinya panas

tubuh dapat hilang atau berkurang akibat lingkungan yang lebih dingin.

Begitu juga sebaliknya, lingkungan dapat mempengaruhi suhu tubuh

manusia. Perpindahan suhu antara manusia dan lingkungan terjadi

sebagian besar melalui kulit.

Proses kehilangan panas melalui kulit dimungkinkan karena panas

diedarkan melalui pembuluh darah dan juga disuplai langsung ke fleksus

arteri kecil melalui anastomosis arteriovenosa yang mengandung banyak

otot. Kecepatan aliran dalam fleksus arteriovenosa yang cukup tinggi

(kadang mencapai 30% total curah jantung) akan menyebabkan konduksi

panas dari inti tubuh ke kulit menjadi sangat efisien. Dengan demikian,

kulit merupakan radiator panas yang efektif untuk keseimbangan suhu

tubuh.

4. Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

1. Pada lemari es, mesin pendinginnya ditempatkan di bagian atas. Mesin

pendingin itu berfungsi mendinginkan udara di sekitarnya. Karena

udara yang dingin massa jenisnya besar, udara itu turun dan digantikan

oleh udara hangat yang naik dari bagian bawah. Demikian hal itu

berlangsung secara terus-menerus. Peredaran (sirkulasi) udara itu

membawa kalor (energi panas) dari semua makanan yang ada dalam

lemari. ltulah sebabnya, makanan yang ada dalam lemari es menjadi

dingin.

2. Udara di sekitar tungku pemanas pada pabrik-pabrik mempunyai suhu

yang lebih tinggi daripada suhu udara luar. ltulah sebabnya, asap

pabrik dapat naik melalui cerobong-cerobong pabrik.

3. Pada siang hari, suhu udara di darat lebih tinggi daripada di laut. Hal

itu karena kalor jenis tanah (daratan) lebih kecil daripada air laut.

Dengan kata lain, daratan lebih cepat panas daripada lautan. Oleh

karena itu, terjadilah aliran udara (angin) dari laut ke darat yang

disebut angin laut. Aliran udara itu berlangsung dengan cara udara di

atas daratan naik kemudian tempatnya diisi oleh udara dingin yang

berasal dari laut. Sebaliknya, pada mal am hari suhu udara di

permukaan laut lebih tinggi daripada suhu udara di darat. Hal itu

terjadi karena air laut lebih lama menahan panas daripada daratan.

Keadaan inilah yang menyebabkan terjadinya aliran udara (angin) dari

darat ke laut yang disebut angin darat.

4. Nyala lampu teplok akan lebih terang jika ditutup dengan semprong.

Hal ini karena ada aliran udara dari luar masuk ke semprong. Karena

udara luar banyak mengandung oksigen, padahal sifat gas oksigen

adalah penyelenggara proses pembakaran, terjadilah pembakaran udara

di sekitar nyala api. Pembakaran udara luar itulah yang menyebabkan

lampu menjadi lebih terang.

BAB III

PENUTUP

1.4 Kesimpulan

Suhu tubuh adalah suatu keadaan kulit dimana dapat diukur dengan

menggunakan thermometer yang dapat di bagi beberapa standar penilaian

suhu, antara lain : normal, hipertermi, hipotermi, dan febris. Pengeluaran

panas (heat loss) dari tubuh ke lingkungan atau sebaliknya berlangsung secara

fisika. Permukaan tubuh dapat Kehilangan panas melalui pertukaran panas

secara radiasi, konduksi, konveksi, dan evaporasi air. Alat penerima rangsang

disebut reseptor,sedangkan alat penghasil tanggapan disebut efektor. Suhu

tubuh dipengaruhi oleh exercize, hormone, system saraf, asupan makanan,

gender iklim (lingkungan), usia, aktivitas otot, stress.

1.5 Saran

Sebaiknya kita selalu menerapkan cara hidup sehat,agar tubuh kita selalu

sehat dan tidak mengganggu aktivitas kita sehari-hari,agar suhu tubuh selalu

dalam keadaan normal dan dapat menyesuaikan dengn kondisi lingkungan

sekitar kita.

BIOKALOR

“PROSES DIFUSI GAS RESPIRASI PADA MANUSIA”

Oleh :

Nama :Nita Nurisa

NIM :1313041043

Kelas : C

No : 10

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2013

KATA PENGANTAR

Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Esa karena berkat dan rahmat-Nyalah tugas Biofisika ini dapat terselesaikan

tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Bapak

Drs. I Nyoman Subratha, M. Pd atas bimbinganya dan semua pihak yang telah

membantu dalam peyelesaian tugas ini.

Tugas Biofisik ini memuat tentang panas/kalor dan penerapannya dalam

cabang ilmu biologi, proses difusi gas respirasi pada manusia. Penulis menyadari

tugas ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari segi materi maupun

penulisannya. Tapi kami tetap berharap para pembaca dapat memperoleh

manfaat dari tugas ini.

Singaraja, Desember 2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan manusia tidak pernah lepas dari kalor. Untuk dapat tetap

hidup, manusia memerlukan kalor di dalam tubuhnya untuk dapat melangsungkan

proses metabolisme yang nantinya dapat menghasilkan energi untuk beraktivitas.

Kalor sangat berhubungan erat dengan difusi. Difusi adalah pergerakan

molekul atau ion dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan

konsentrasi rendah, hal ini disebabkan oleh energi kinetik dari molekul, ion atau

atom-atom.

Proses ini terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi kinetik dari

molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut. Arah gerak molekul dalam

larutan atau gas tidak menentu kemana adanya hantaman molekul air atau dari gas

lain. Arah gerak molekul tersebut mengikuti gerak Brown. Arah geraknya

dinamakan Random Walk. Difusi dapat terjadi karena perbedaan dalam

konsentrasi dan atau sifat suatu zat. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel

dalam per unit volume. 

Banyak hal yang berhubungan antara difusi dengan bidang biologi. Difusi

sangat penting untuk kelangsungan kehidupan makhluk hidup. Manusia, hewan

dan tumbuhan erat hubungannya dengan difusi. Pada Manusia difusi terjadi pada

proses respirasi, pada tumbuhan pada proses fotosintesis dan pada hewan pada

saat proses pertukaran oksigen dan CO2 dengan lingkungan. Hal itu terjadi dalam

kehidupan sehari-hari. Contohnya dapat di jumpai pada saat seseorang

meneteskan minyak wangi pada botol, apabila meteskan tinta dalam segelas air

dan ketika makan.

Untuk dapat memahami proses difusi secara lebih mendalam dan faktor-faktor

yang mempengaruhi proses terjadinya difusi, serta penerapannya dalam bidang

ilmu biologi dan kehidupan sehari-hari,maka penulis menyusun makalah ini.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1.2.1 Apakah yang dimaksud dengan difusi?

1.2.2 Bagaimanakah penerapan difusi gas respirasi pada manusia?

1.2.3 Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya difusi pada

manusia?

1.2 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah, makalah ini bertujuan sebagai berikut :

1.3.1 Mengetahui apa yang dimaksud dengan difusi?

1.3.2 Mengetahui penerapan difusi gas respirasi pada manusia?

1.3.3 Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya difusi

pada manusia?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Difusi

Teori kinetik menyataian bahwa partikel-partikel elementer (atom, ion,

molekul) berada dalam gerakan yang konstan pada suhu di atas 0° absolut. Makin

tinggi suhu, gerakan partikel akan makin cepat. Makin kecil partikel gerakannya

semakin cepat. 

Gerakan molekul H, pada suhu kamar ± 2 km/dt atau 6.433 km/jam. Sedang

pada gas CO2 yang lebih berat kecepatan rata-rata 1.372 km/jam. Pada zat cair

gerakannya lebih pendek. Bahkan pada benda pada partikel lebih terikat di tempat,

tetapi mereka melakukan fibrasi diantara mereka.

Difusi adalah proses yang menyebabkan senyawa kimia tertentu dalam

bentuk partikel-partikel ditranspor secara spontan dari satu daerah ke daerah lain

sehingga terjadi keseimbangan. Terjadinya keseimbangan tersebut akibat dari

jumlah partikel yang masuk dan keluar daerah tersebut dalam jumlah yang sama.

Keseimbangan yang terjadi ini disebut keseimbangan dinamis. Difusi bergantung

pada konsentrasi dan pada umumnya zat yang berdifusi bergerak dari daerah yang

berkonsentrasi tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah.

Proses ini terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi kinetik dari

molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut. Arah gerak molekul dalam

larutan atau gas tidak menentu kemana adanya hantaman molekul air atau dari gas

lain. Arah gerak molekul tersebut mengikuti gerak Brown. Arah geraknya

dinamakan Random Walk. Difusi dapat terjadi karena perbedaan dalam

konsentrasi dan atau sifat suatu zat. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel

dalam per unit volume. 

2.2 Difusi Gas Respirasi pada Manusia

Difusi sederhana pada peristiwa respirasi manusia terjadi karena adanya gas

yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpindah lagi ke

pembuluh darah dan berakhir ke sel.

Unit alat pernafasan terdiri dari Trachea , Bronchus , Bronkhiolus, yang

semua organ pernafasan itu berupa saluran.

Saluran dari trachea hingga bronchiolus itu secara pasti membuat gas gas

pernafasan akan berjalan menerus berdifusi karena perbedaan tekanan tidak

mungkin berhenti ditempat. Dari sinilah keelokan Tuhan kemudian

menciptakan kantung kantung kecil alveoli agar difusi gas gas sementara bisa

berhenti dan mengumpul, sehingga tidak berjalan terus karena berupa lorong.

Adanya alveoli sangat baik seperti terminal untuk menaik turunkan

penumpang. Gas pernafasan yang berhenti memungkinkan terjadinya

pengikatan atau berdifusi ke dalam pembuluh darah dan memasukkan gas

pernafasan ke dalam tubuh sehingga bisa berguna. Gas-gas pernafasan yang

masuk dan keluar, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua paru-

paru). Masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm).

Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat

berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler

merupakan suatu sheet dari peredaran darah. Jadi jelaslah bahwa gas alveoli

hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya pertukaran gas

antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh membran

terminal paru-paru. Membran ini disebut membran respirasi atau membran

vulmonaris.

Kemampuan seluruh membran respirasi untuk terjadinya pertukaran gas

antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah

kapasitas difusi. Kapasitas difusi yang dapat didefinisikan sebagai volume

gas yang berdifusi melalui membran. Setiap menit untuk setiap perbedaan

tekanan 1 mm Hg, kapasitas difusi O2 laki-laki muda dewasa pada waktu

istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan

O2 menembus membran respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam

keadaan bernafas tenang (tidal respiration) kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan

tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O2 berdifusi normal melalui

membrana respirasi setiap menit dari alveolus ke darah. Dan itu sama dengan

kecepatan tubuh menggunakan O2 pada setiap selnya. kapasitasnya membawa

O2 ke dalam darah sering tidak cukup sehingga menyebabkan kematian

seseorang jauh lebih cepat daripada ketidakseimbangan yang serius dari

difusi CO2.

2.3 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Difusi

Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membran respirasi sama

dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan

betapa cepat suatu gas melalui membran tersebut adalah:

1. Ketebalan membran

2. Luas permukaan membran

3. Koefisien difusi gas dalam substansi membran

4. Perbedaan tekanan antara kedua sisi membran.

Sering terjadi kecepatan difusi melalui membran tidak proporsional terhadap

ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan ketebalan

melebihi 2-3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat mempengaruhi secara

sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada olahragawan, luas

permukaan membran respirasi sangat mempengaruhi prestasi dalam pertandingan

maupun latihan.

Luas permukaan paru-paru yang berkurang dapat berpengaruh serius terhadap

pertukaran gas pernafasan pada manusia , misalnya kakunya alveolus pada

penderita TBC. Dalam hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan

perbedaan tekanan ternyata CO2 berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali

lebih cepat dari O2. Dan Koefisien difusi O2 dua kali lebih cepat dari N2. Dalam

hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir melalui

membran respirasi. misalnya diudara PO2 160 mmHg di Alveolus hanya 105

mmHg , maka terjadilah aliran dari udara ke alveolus , begitu seterusnya. Dengan

demikian, bila tekanan parsial suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan

dengan tekanan gas dalam darah pada O2 maka terjadilah difusi O2 dari alveoli ke

arah darah. Tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih besar dibandingkan dengan

dalam alveoli seperti halnya CO2 maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan di atas, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

3.1.1 Difusi adalah proses fisik di mana substansi bergerak dari daerah

konsentrasi tinggi keluar ke daerah konsentrasi rendah.

3.1.2 Difusi sederhana pada peristiwa respirasi manusia terjadi karena adanya

gas yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpindah lagi

ke pembuluh darah dan berakhir ke sel.

3.1.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses difusi yaitu ketebalan membran,

luas permukaan membran, koefisien difusi gas dalam substansi membran

dan perbedaan tekanan antara kedua sisi membran.

3.2 Saran

Pembaca dapat mengetahui bagaimana proses difusi sehubungan dengan

kalor yang terjadi di dalam diri manusia, agar manusia dapat lebih memahami

bagaimana proses terjadinya difusi gas respirasi pada manusia, dan juga

mengetahui factor-faktor yang dapat mempengaruhi proses difusi tersebut.

PENUTUP

Demikianlah uraian singkat kami tentang panas/kalor dan penerapannya

dalam cang ilmu biologi. Kami menyadari tulisan ini masih sangat jauh dari kata

sempurna, tapi kami berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Kami

juga mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, sehingga dapat menjadi

pembelajaran bagi kami agar kedepannya kami dapat memberikan hasil yang

lebih baik.