fisika pernapasan - pak manogari

8/18/2019 Fisika Pernapasan - Pak Manogari

1/35

Fisika Pernapasan

Diunduh dari (http://2.bp.blogspot.com/_43hI!"u#$%/&ordmk')oI/*********+,/Fr-)u%!s/s32$/perna-asan0.P+1 3

op 2$00

http://2.bp.blogspot.com/_43hIOHquY0w/SordmkZjvoI/AAAAAAAAAGM/Frf-vuJ-wHs/s320/pernafasan1.JPGhttp://2.bp.blogspot.com/_43hIOHquY0w/SordmkZjvoI/AAAAAAAAAGM/Frf-vuJ-wHs/s320/pernafasan1.JPG


2/35

Pernapasan dada

,elibatkan otot antartulang rusuk.

,ekanismen5a dapat dibedakan sebagai

berikut.

Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksin5a

otot antartulang rusuk sehingga rongga dada

membesar1 akibatn5a tekanan dalam rongga

dada menadi lebih kecil daripada tekanan diluar sehingga udara luar 5ang ka5a oksigen

masuk.

http://id.wikipedia.org/wiki/Otothttp://id.wikipedia.org/wiki/Otot


3/35

Pernapasan dada

Fase ekspirasi. Fase ini merupakan -ase

relaksasi atau kembalin5a otot antara

tulang rusuk ke posisi semula 5ang dikuti

oleh turunn5a tulang rusuk sehingga

rongga dada menadi kecil. &ebagai

akibatn5a1 tekanan di dalam rongga dada

menadi lebih besar daripada tekanan luar1sehingga udara dalam rongga dada 5ang

ka5a karbon dioksida keluar .


4/35

Fisika Paru dan 6ernapas Dalam ban5ak aspek tubuh dapat

diibaratkan sebuah mesin 5ang luar biasa.

7ubuh harus memiliki sumber energi 7ubuh harus memiliki suatu metoda untuk

mengubah energi menadi bentuk listrik dan

mekanis

7ubuh harus mempun5ai kemampuan

untuk membuang produkproduk sisan5a


5/35

Pada tubuh sumber energin5a adalah

makanan.

,akanan diproses di sistem pencernaan dankemudian dicampur dengan 2 di selsel tubuh

untuk menghasilkan energi.

Produk sisan5a dibuang melalui 4 rute 5aitu :0. komponen padat dibuang dikeluarkan sebagai -eses.

2. air 8 beberapa produk sisa dibuang bersama urine.

3. hampir $19 kg 2 dikeluarkan oleh paru setiap hari.

4. panas dikeluarkan dari permukaan tubuh dan sistempernapasan.


6/35

Paru (sistem pulmonaris ber-ungsi sebagaipen5alur 2 dan pembuang produk sisa utaman5a

2 . Darah memba%a 2 ke aringan dan mengambil

2 dari aringan.

Darah harus berhubungan erat dengan udara di

paru agar dapat menukar kandungan 2 dengan2 segar.

Paru melakukan -ungsi -isiologis lain selainmempertukarkan 2 dan o2 salah satu -ungsi

primern5a adalah menaga agar P! darahkonstan1 sekundern5a pertukaran panas tubuh1menghangatkan 8 melembabkan udara 5ang kitahirup


7/35

,ekanisme bernapas menghasilkan aliran udara

5ang terkendali untuk berbicara1 batuk1 bersin1

mendesah1 tersedu1 terta%a1 mengendus dan

menguap

&alah satu -ungsi penting dari perangkat

bernapas adalah menghasilkan suara ;arena suara dihasilkan oleh aliran keluar udara

dari paru 5ang terkontrol1 maka seseorang akan

menarik napas lebih cepat dan lebih dalam

sebelum berbicara agar memiliki lebih ban5ak%aktu untuk menghasilkan suara .


8/35

&uara manusia biasan5a memiliki da5a kurang

dari 0 m<

;ita bernapas sekitar = liter udara per menit1secara kebetulan umlah ini > )olume darah 5ang

dipompa antung setiap menit

?dara 5ang kita hirup @$ A 2 dan 2$ A 2 . ?dara ekspirasi mengandung sekitar @$ A 21

0= A 2 dan 4 A 2. ;arena persentase 2

5ang relati- tinggi dalam udara ekspirasi

merupakan alasan mengapa resusitasi mulutkemulut dapat dilakukan


9/35

&etiap kali kita bernapas1 seban5ak $19

liter udara 5ang mengandung 0$22 molekul

udara masuk ke paru.

Persentase 2 per satuan )olume pada

udara inspirasi adalah 2$ A dan pada

ekspirasi adalah 0= A


10/35


11/35

6agaimana alan apasE

alan apas utama kedalam paru secara normalmasuk melalui hidung

Fungsi hidung tempat udara dihangatkan bilaperlu1 disaring dan dilembabkan.

Permukaan 5ang lembab dan rambut dihidungmen5aring partikel debu1 serangga dansebagain5a kemudian diteruskan ke 7rachea1namun ika bernaps melalui mulut alur ini

dile%atkan.


12/35

6agaimana alan apasE

7rachea bercabang dua (bi-urkasi untukmen5alurkan udara ke masingmasingparu melalui broncus

6roncus bercabang berulang sekitar 09kali1 broncialus terminal men5alurkanudara ke utaan kantong kecil 5ang

disebut al)eolus (tempat utama teradin5apertukaran 2 dan 2.


13/35

&etiap al)eolus dikelilingi oleh darah

sehingga 2 dapat berdi-usi dari al)eoluskedalam sel darah merah dan uga o2

dapat berdi-usi dari darah kedalam udara di

al)eolus. &aat lahir paru memiliki sekitar 3$ uta

al)eolus1 namun hingga usia @ tahun terus

meningkat hingga 3$$ uta al)eolus ( 0$$.$$$/ hari bertambah1 setelah itu umlahn5a

relati- konstan.


14/35

Jalan Napas selain berfungsi untuk sistem

transport udara juga berfungsi untukmembersihkan partikel debu yang

menempel di lapisan basah di berabagai

saluran napas.

Tubuh memiliki dua mekanisme untukmembersihkan jalan napas dari benda

asing .

1. Benda besar dikeluarkan melalui batuk

2. Benda (partikel) kecil diangkut ke atas

menuju mulut oleh oleh jutaan rambut

halus atau silia


15/35

+ambar alan apas


16/35

Bagiamana arah dan paru berinteraksi!

Tujuan utama bernapas adalahmendatangkan pasokan "2 segar ke darah diparu dan membuang #"2.

arah dipompa dari jantung ke paru dengantekanan yang relatif rendah.

$aru memiliki resistensi yang rendahterhadap aliran darah

%ecara rerata sekitar 1&' ( 1 liter) darahditubuh berada diparu namun setiap saathanya sekitar * ml darah berada dikapilerparu


17/35

$ertukaran gas diparu melibatkan dua

proses +

1.,emba-a darah ke jaringan kapiler

paru (perfusi) dan.

2.,emba-a udara ke permukaanaleolus (entilasi).

/pabila salah satu proses gagal tidak

semua darah akan mengalamioksigenisasi dengan benar


18/35


19/35

$emindahan "2 dan #"2 kedalam dan

keluar darah dikendalikan oleh hukum

difusi.

,olekulmolekul udara akan berdifusi

dari konsentrasi tinggi ke daerah

dengan konsentrasi rendah hingga

konsentrasi sergam.


20/35

$ada pertukaran "2 dan #"2 dijaringan hanyamelibatkan difusi dalam cairan.

,olekulmolekul suatu gas pada suhu tertentu(ruangan) bergerak dengan kecepatan tertentu

.

%etiap molekul bertumbukan sekitar 1*1* kali&detik.

Jarak paling mungkin () yang ditempuh olehsebuah molekul dari asalnya setelah tumbukan

N kali adalah

N dengan jarak ratarataantar tumbukan.

$ada udara adalah sekitar 1* meter dandidalam jaringan 1*11 meter .

3kT v

m

o

=


21/35

ontoh soal

3itung Jarak yang paling mungkin yangditempuh sebuah molekul "2 diudara dan jaringan setelah 1 detik apabila molekul inimengalami 1*1* tumbukan&detik diudaradan 1*12 tumbukan&detik didalam jaringan

Ja-ab diudara N

1* 1*1* 1* .1*'

1*2 m 1 cm


22/35

Di-usi bergantung pada kecepatan

molekul1 di-usi lebih cepat apabila

molekul ringan dan suhu meningkat.

6ila sebanding dengan %aktu di-usi

∆t ( ∝ ∆t sehingga D ∝ √ ∆t.


23/35

Di paru1 arak 5ang harus ditempuh

biasan5a han5a sepersekian mm1 dan

di-usi berlangsung dalam %aktu

sepersekian detik.

Di-usi 2 dan 2 didalam aringan lebihlambat sekitar 0$.$$$ kali daripada

diudara1 tetapi ketebalan aringan 5ang

harus ditempuh oleh molekul saatberdi-usi di paru sangatlah kecil ($.4 µm.


24/35

Peranan !ukum Dalton di Paru

*pabila anda memiliki campuran beberapa gas1maka setiap gas akan membuat kontribusin5asendiri bagi tekanan total seolaholah gas ituhan5a sendirian.

Perhatikan sebuah %adah tertutup berisi udarakering dengan tekanan atmos-er 0$0kPa(G=$mm!g

*pabila anda mengeluarkan semua molekulkecuali 2 maka tekanan akan turun menadisekitar 2$ kPa (2$ A0$0 kPa > 09$ mm!g


25/35

7ekanan parsial uap air di udarabergantung pada kelembapan.

Pada udara ruangan 5ang laHim tekanan

parsial uap air adalah 2 sampai 21= kPa(09 sampai 2$ mm!g.

Diparu pada suhu 3Goc dan kelembapan

relati- 0$$ A tekanan parsial uap airadalah =12 kPa (4G mm!g


26/35

ampuran gas di al)eolus tidak sama dengancampuran gas pada udara biasa.

Paru tidak kosong saat eksiprasi1 selama bernapasnormal paru menahan sekitar 3$A dari )olume

maksimum pada setiap akhir ekspirasi.

Ini adalah kapasitas residual -ungsional (-unctional

residual capacit51 F &etiap bernapas $.9 liter udara segar (p2 2$kPa

bercampur dengan sekitar 2 liter udara pengap di paru

untuk menghasilkan udara al)eolus dengan p2 sekitar

03 kPa. 7ekanan 2 di al)eolus 9 kPa


27/35

;elarutan 2 dalam darah

oba pertimbangkan apa 5ang teradi dalamsuatu %adah tertutup berisi darah dan 2

&ebagian molekul 2 bertumbukan dengan

darah dan larut &eteleh beberapa %aktu umlah molekul 2

5ang lolos dari darah tiap detik adalah samadengan umlah 5ang masuk kedalam darah.


28/35


29/35

Perbedaan kelarutan 2 dan 2 di aringan memengaruhi transport gasgasini mele%ati dinding al)eolus. ,olekul 2 berdi--usi lebih cepat daripada melekul2 karena massan5a lebih ringan.amun transport 2 lebih e-esien.

*pabila terdapat pen5akit 5angmen5ebabkan dinding al)eolus menebaltransport 2 akan lebih terganggu

dibandingkan 2.


30/35

Darah han5a dapat mengangkut sedikit 2

dalam bentuk terlarut &ebagian besar 2 untuk sel diangkutdengan terikat secara kimia%i kehemeglobin (!bdi sel darah merah

&etiap sel darah merah dapatmengangkut sekitar 2$$ cm3 2 pada &7dibandingkan dengan han5a 219 cm3 2

dalam bentuk terlarut


31/35

P 2 darah kapiler paru meningkat

pesat ke kadar P 2 di al)eolus

se%aktu sel darah merah mengalir

melalui kapiler (garis terputusputus. 6ahkan saat olah raga

berat (garis padat1 sel darah

merah cepat diberi kembali 2

Persen saturasi 2 di darah

sebagai -ungsi P 2 di al)eolus.

Pada saturasi 0$$A1 0 liter

darah dapat mengangkut 2$$ ml2 pada &7. ;ur)a ini

dipengaruhi oleh &uhu1 Po21

dan p!.


32/35

!ubungan tekanan J kecepatan

aliran JKolume di paru

Perbedaan tekanan 5ang diperlukan agar

udara mengalir masuk atau keluar paru

pada orang sehat cukup kecil 5aitu sekitar

2$$ Pa


33/35

Persamaan umum gas

PK > n7

.n > umlah mole

> 7etapan gas umum

7 > suhu mutlak

P > 0/3 Lk(/K

Lk > energi kinetik

> umlah partikel gas

K > Kolume


34/35

,ekanisme bernapas

6ernapas pada keadaan normal1 berada diba%ahkontrol ba%ah sadar.

Pengendalian bernapas bergantung pada ban5ak -aktortetapi p! di pusat pernapasan di otak merupakan

pengendali utama. *pabila sebuah paru dikeluarkan dari dada1 seluruh

udara akan terperas maka paru tersebut akan kolapsmenadi 0/3 dari ukuran normaln5a

*da dua ga5a 5ang menaga agar paru tidak kolaps0. +a5a tegangan permukaan antar paru dan dindingdada

2. 7ekanan udara didalam paru


35/35

fisika pernapasan - pak manogari

Documents