ilmu kebidanan dalam fisika kesehatan

Muhammad Fandizal
Ilmu Itu Diperoleh Dari Lidah Yang Gemar Bertanya dan Dari Akal yang Suka Berpikir

HUBUNGAN ILMU FISIKA SEBAGAI ILMU DASAR DAN ILMU KEBIDANAN SEBAGAI ILMU TERAPAN
PENGATURAN SUHU TUBUH
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia.
Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan harus mengatur panas yang diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. Konduksi adalah perubahan panas tubuh hewan karena kontak dengan suatu benda. Konveksi adalah transfer panas akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui permukaan tubuh. Radiasi adalah emisi dari energi elektromagnet. Radiasi dapat mentransfer panas antar obyek yang tidak kontak langsung. Sebagai contoh, radiasi sinar matahari. Evaporasi proses kehilangan panas dari permukaan cairan yang ditranformasikan dalam bentuk gas. Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontriksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Alat dan Bahan :
1. Themometer pengukur suhu tubuh
2. Kapas
3. Alkohol
Cara Kerja
1. Sebelum anda mengukur suhu tubuh, catatlah suhu lingkungan dan waktu pengukuran.
2. Ukurlah suhu tubuh anda dengan menempatkan termometer ke ketiak anda.
3. Sebelum digunakan, termometer dikibaskan sampai air raksanya mencapai garis 0
terendah yaitu sekitar 35 C. Selain itu bersihkan ujung termometer dengan kapas
yang dibasahi alkohol.
4. Letakkan termometer itu di ketiak anda dan diamkan selama 5 menit.
5. Setelah itu, baca skala termometer yang menunjukkan suhu badan anda dan catat di
lembar data yang telah disediakan (Tabel Pengamatan). Setelah digunakan bersihkan
kembali ujung termometer dengan kapas yang dibasahi alkohol.
*PEMINDAHAN BAHAN*
Pengertian pemindahan beban secara manual, menurut American Material Handling Society bahwa material handling dinyatakan sebagai seni dan ilmu yang meliputi penanganan (handling), pemindahan (moving), Pengepakan (packaging), penyimpanan (storing) dan pengawasan (controlling) dari material dengan segala bentuknya.(Wignjosoebroto, 1996).
Biomekanika adalah disiplin sumber ilmu yang mengintegrasikan faktor-faktor yang mempengaruhi gerakan manusia, yang diambil dari pengetahuan dasar seperti fisika, matematika, kimia, fisiologi, anatomi dan konsep rekayasa untuk menganalisa gaya yang terjadi pada tubuh. Kinerja faal dan kenyamanan dari pekerja sudah terbukti sangat menunjang tingkat produktivitas pekerja, dengan demikian para penanggung jawab keselamatan dan kenyamanan kerja harus memikirkan faktor bahaya-bahaya biomekanika.
Sebaiknya aktifitas MMH tidak membahayakan pekerja dan tidak menimbulkan rasa sakit pada pekerja. Sebaiknya aktivitas MMH tidak membahayakan pekerja dan tidak menimbulkan sakit pinggang, sakit pundak atau pergelangan tangan yang membuat pekerja menderita.
Biomekanika Terapan
NIOSH (National For Occupational Safety and Health) adalah suatu lembaga yang menangani masalah kesehatan dan keselamatan kerja di Amerika, telah melakukan analisis terhadap faktor-faktor yang bepengaruh terhadap biomekanika yaitu:
1. Berat dari benda yang dipindahkan, hal ini ditentukan oleh pembebanan langsung.
2. Posisi pembebanan dengan mengacu pada tubuh, dipengaruhi oleh:
a. Jarak horisontal beban yang dipindahkan dari titik berat tubuh.
b. Jarak vertikal beban yang dipindahkan dari lantai.
c. Sudut pemindahan beban dari posisi sagital (posisi pengangkatan tepat didepan tubuh).
3. Frekuensi pemindahan dicatat sebagai rata-rata pemindahan/menit untuk pemindahan berfrekuensi tinggi.
4. Periode (durasi) total waktu yang diberlakukan dalam pemindahan pada suatu pencatatan.
Beban Kerja Fisik Berdasarkan Jumlah Kebutuhan Kalori
Salah satu kebutuhan umum dalam pergerakan otot adalah oksigen yang dibawa oleh darah ke otot untuk pembakaran zat dalam menghasilkan energi.
Menteri Tenaga Kerja melalui Kep. No. 51 tahun 1999, menetapkan kategori beban kerja menurut kebutuhan kalori sebagai berikut :
- Beban kerja ringan : 100 – 200 kilo kalori/jam
- Beban kerja sedang : > 200 – 350 kilo kalori/jam
- Beban kerja berat : > 350 – 500 kilo kalori/jam
Menurut Grandjean (1993) bahwa kebutuhan kalori seorang pekerja selama 24 jam ditentukan oleh tiga hal :
1. Kebutuhan kalori untuk metabolisme basal. Keterangan kebutuhan seorang laki-laki dewasa memerlukan kalori untuk metabolisme basal ± 100 kilo joule (23,87 kilo kalori) per 24 jam per kg BB. Sedangkan wanita dewasa memerlukan kalori untuk metabolisme basal ± 98 kilo joule (23,39 kilo kalori) per 24 jam per kg BB.
2. Kebutuhan kalori untuk kerja. Kebutuhaan kalori untuk kerja sangat ditentukan oleh jenis aktivitas kerja yang dilakukan atau berat ringannya pekerjaan.
3. Kebutuhan kalori untuk aktivitas-aktivitas lain diluar jam kerja. Rata-rata kebutuhan kalori untuk aktivitas diluar kerja adalah ± 2400 kilo joule (573 kilo kalori) untuk laki-laki dewasa dan sebesar 2000 – 2400 kilo joule (425 – 477 kilo kalori) per hari untuk wanita dewasa.
*TERMODINAMIKA*
ENTROPI, ENERGI BEBAS DAN ARAH REAKSI
Entropi dan Ketidakteraturan
Redistribusi partikel gas dalam wadah terjadi tanpa perubahan energi dalam total sistem, semua susunan ekivalen
Jumlah cara komponen sistem dapat disusun tanpa merubah energi sistem terkait erat dengan kuantitas entropi (S)
Entropi adalah ukuran ketidakteraturan sistem
Sistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya sedikit seperti kristal padat memiliki ketidakteraturan yang kecil atau entropi rendah
Sistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya banyak seperti gas memiliki ketidakteraturan besar atau entropi tinggi
Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem menjadi semakin tidak teratur, random dan energi sistem lebih terdistribusi pada range lebih besar Sdisorder > Sorder
Seperti halnya energi dalam atau entalpi, entropi juga fungsi keadaan yaitu hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir tidak pada bagaimana proses terjadinya
Ssis = Sfinal – Sinitial
Jika entropi meningkat maka Ssis akan positif, sebaliknya jika entropi turun, maka Ssis akan negatif
Entropi dan Hukum Kedua Termodinamika
Apa yang menentukan arah perubahan spontan?
Sistem alami cenderung kearah tidak teratur, random, distribusi partikel kurang teratur
Beberapa sistem cenderung lebih tidak teratur (es meleleh) tetapi ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara spontan
Dengan meninjau sistem dan lingkungan terlihat semua proses yang berlangsung dalam arah spontan akan meningkatkan entropi total alam semesta (sistem dan lingkungan). Ini yang disebut dengan hukum kedua termodinamika
Hukum ini tidak memberikan batasan perubahan entropi sistem atau lingkungan, tetapi untuk perubahan spontan entropi total sistem dan lingkungan harus positif
Suniv = Ssis + Ssurr > 0
Entropi Molar Standar
Entropi (S) berhubungan dengan jumlah cara (W) sistem dapat tersusun tanpa merubah energi dalam
Tahun 1877 Ludwig Boltzmann menguraikan hubungan ini secara kuantitatif
S = k ln W
Dimana k adalah konstanta Blotzmann (R/NA)  1,38x10-23 J/K
Tidak seperti entalpi, entropi memiliki nilai mutlak dengan menerapkan hukum ketiga Termodinamika yang menyatakan kristal sempurna memiliki entropi nol pada temperatur nol absolut Ssis = 0 pada 0 K
Pada nol absolut, semua partikel pada kristal memiliki energi minimum sehingga hanya ada satu cara mereka tersusun
Nilai entropi biasanya dibandingkan pada keadaan standar dengan T tertentu, untuk gas pada 1 atm, larutan 1 M, dan zat murni pada keadaan paling stabil untuk padat dan cair
Entropi merupakan besaran ekstensif sehingga tergantung pada jumlah oleh karena itu dikenalkan dengan entropi molar standar dalam satuan J/mol K
Memperkirakan Nilai So Relatif Sistem
• Berdasarkan pengamatan level molekuler kita bisa memperkirakan entropi zat akibat pengaruh
• Perubahan temperatur
• Keadaan fisik dan perubahan fasa
• Pelarutan solid atau liquid
• Pelarutan gas
• Ukuran atom atau kompleksitas molekul
1. Perubahan Temperatur
• So meningkat seiring dengan kenaikan temperatur
T(K) 273 295 298
So 31,0 32,9 33,1
• Kenaikan temperatur menunjukkan kenaikan energi kinetik rata-rata partikel
2. Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
• Ketika fasa yang lebih teratur berubah ke yang kurang teratur, perubahan entropi positif
• Untuk zat tertentu So meningkat manakala perubahan zat dari solid ke liquid ke gas
Na H2O C(grafit)
• So (s / l) 51,4(s) 69,9 (l) 5,7(s)
• So (g) 153,6 188,7 158,0
3. Pelarutan solid atau liquid
• Entropi solid atau liquid terlarut biasanya lebih besar dari solut murni, tetapi jenis solut dan solven dan bagaimana proses pelarutannya mempengaruhi entropi overall
NaCl AlCl3 CH3OH
• So s/l 72.1(s) 167(s) 127(l)
• Soaq 115,1 -148 132
4. Pelarutan Gas
• Gas begitu tidak teratur dan akan menjadi lebih teratur saat dilarutkan dalam liquid atau solid
• Entropi larutan gas dalam liquid atau solid selalu lebih kecil dibanding gas murni
• Saat O2 (Sog = 205,0J/mol K) dilarutkan dalam air, entropi turun drastis (Soaq = 110,9 J/mol K)
5. Ukuran Atom atau Kompleksitas molekul
• Perbedaan entropi zat dengan fasa sama tergantung pada ukuran atom dan komplesitas molekul
• Li Na K Rb Cs
• Jari2 152 186 227 248 265
• M molar 6.941 22.99 39.10 85.47 132.9
• So(s) 29.1 51.4 64.7 69.5 85.2
• Untuk senyawa, entropi meningkat seiring dengan kompleksitas kimia yaitu dengan semakin banyaknya jumlah atom dalam molekul
• Hal ini berlaku untuk senyawa ionik dan kovalen
NO NO2 N2O4
• So(g) 211 240 304
• Kecenderungan ini didasarkan atas variasi gerakan yang dapat dilakukan molekul
• Untuk molekul lebih besar lagi, juga perlu diperhitungkan bagaimana bagian dari melekul dapat bergerak terhadap bagian lain
• Rantai hidrokarbon panjang dapat berotasi dan bervibrasi dengan lebih banyak cara dibanding rantai pendek
CH4 C2H6 C3H8 C4H10
• So 186 230 270 310
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
Entropi Standar Reaksi Sorxn
• Sorxn = mSoproduk - nSoreaktan
• m dan n adalah jumlah individual spesies diwakili oleh koefisien reaksi
• Jika ammonia terbentuk dari komponen nya, 4 mol gas menghasilkan 2 mol gas karena gas memiliki entropi molar tinggi, terlihat entropi produk kurang dari reaktan sehingga entropi turun selama reaksi
• N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
• Sorxn = (2 mol NH3 x So NH3) – [(1 mol N2 x So N2) + (3 mol H2 x So H2)]
• Sorxn = (2 x 193) – [(1 x 191,5) + (3 x 130,6) = -197 J/K
• Hk kedua menyatakan penurunan entropi sistem hanya dapat terjadi jika entropi lingkungan meningkat melebihinya
• Peran penting lingkungan adalah dalam memberi panas ke sistem atau mengambilnya dari sistem (lingk dapat berperan sebagai source or heat sink)
• Pada perubahan eksotermik, panas yang dilepas sistem, diserap oleh lingkungan ini menyebabkan gerak random partikel dilingkungan meningkat sehingga entropi meningkat qsis <>surr > 0, Ssurr > 0
• Pada perubahan endotermik, sistem menyerap panas dan lingkungan melepas panas, sehingga entropi lingkungan menurun, qsis > 0, qsurr <>surr <>
• Perubahan entropi lingkungan berbanding lurus dengan perubahan panas sistem dan berbanding terbalik dengan temperatur lingkungan sebelum transfer panas
Ssurr -qsis, dan Ssurr  1/T
• Kombinasinya menghasilkan
Ssurr = -qsis/T
• Jika proses berlangsung pada tekanan konstan, qp sama dengan H sehingga
Ssurr = -Hsis/T
• Kita dapat menghitung Ssurr dengan mengukur Hsis dan temperatur ketika perubahan terjadi
Perubahan Entropi dan Keadaan Kesetimbangan
• Perubahan mengarah kekesetimbangan secara spontan, Suniv > 0
• Ketika kesetimbangan tercapai tidak ada lagi daya untuk mendorong perubahan sehingga Suniv = 0. Pada titik ini perubahan entropi pada sistem diikuti perubahan entropi lingkungan dalam jumlah yang sama tetapi berbeda tanda
• Pada kesetimbangan Suniv = Ssis + Ssurr = 0
• Atau Ssis = -Ssurr
Kesetimbangan Uap Air
• Penguapan 1 mol air pada 100oC (373 K)
H2O(l:373 K)  H2O(g: 373 K)
Sosis = So H2O(g) – So H2O(l)
= 195,9 – 86,8 = 109,1 J/K
• Sistem menjadi lebih tidak teratur
Ssurr = -Hosis/T = -Hovap/T
= -40,7 x 103 J/373 K = -109 J/K
Suniv = 109 J/K + (-109 J/K) = 0
• Saat kesetimbangan tercapai, proses reaksi berlangsung spontan baik arah maju maupun balik
Eksotermik dan Endotermik Spontan
• Reaksi Eksotermik
C6H12O6(s) + 6O2(g)  6CO2(g) + 6H2O(g) + kalor
CaO(s) + CO2(g) CaCO3(s) + kalor
• Reaksi Endotermik
Kalor + Ba(OH)2•8H2O(s) + 2NH4NO3(s)  Ba2+(aq) + 2NO3-(aq) + 2NH3(aq) + 10H2O(l)
Entropi, Energi Bebas dan Kerja
• Spontanitas dapat ditentukan dengan mengukur Ssis dan Ssurr, tetapi akan lebih mudah jika kita memiliki satu parameter saja untuk menentukan spontanitas
• Energi bebas Gibbs (G) adalah fungsi yang menggabungkan entalpi dan entropi dari sistem
G = H – TS
• Diajukan oleh Josiah Willard Gibbs 1877
Suniv = Ssis + Ssurr
• Pada Tekanan konstan Ssurr = -Hsis/T
Suniv = Ssis - Hsis/T
• Jika kedua sisi dikalikan –T maka
-TSuniv = Hsis - TSsis atau
-TSuniv = Gsis
• Suniv > 0 spontan  G <>
• Suniv <> G > 0
• Suniv = 0 setimbang  G = 0
Menghitung Perubahan Energi Bebas Standar
Gosis = Hosis - TSosis
• Energi bebas Gibbs juga dapat dihitung (karena ia fungsi keadaan) dari energi bebas produk dan reaktan
Gorxn = Gmof(produk) - Gnof(reaktan)
• Catatan : Gof suatu unsur pada keadaan standarnya adalah nol
*ENTROPI DAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA*
Miftachul Hadi (Fisika LIPI)
Pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa sebuah kolam tidak membeku di musim panas. Jika sebuah benda panas berinteraksi dengan benda dingin, maka tak terjadi bahwa benda panas tersebut semakin panas dan benda dingin semakin dingin, meskipun proses-proses tersebut tidaklah melanggar hukum kekekalan energi yang dinyatakan sebagai hukum pertama termodinamika.
Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan apakah proses-proses yang dianggap taat azas dengan hukum pertama, terjadi atau tidak terjadi di alam. Hukum kedua termodinamika seperti yang diungkapkan oleh Clausius mengatakan, “Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari sebuah benda ke benda lain pada temperatur yang lebih tinggi".
Bila ditinjau siklus Carnot, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empat proses terbalikkan: pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik; jika integral sebuah kuantitas mengitari setiap lintasan tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni variabel keadaan, mempunyai sebuah nilai yang hanya merupakan ciri dari keadaan sistem tersebut, tak peduli bagaimana keadaan tersebut dicapai. Variabel keadaan dalam hal ini adalah entropi. Perubahan entropi hanya gayut keadaan awal dan keadaan akhir dan tak gayut proses yang menghubungkan keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut.
Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lain akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan lingkungannya semakin besar".
Jika entropi diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika di dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari sistem dan lingkungan cenderung semakin besar.
Di dalam ekspansi bebas, molekul-molekul gas yang menempati keseluruhan ruang kotak adalah lebih kacau dibandingkan bila molekul-molekul gas tersebut menempati setengah ruang kotak. Jika dua benda yang memiliki temperatur berbeda T1 dan T2 berinteraksi, sehingga mencapai temperatur yang serba sama T, maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut menjadi lebih kacau, dalam arti, pernyataan "semua molekul dalam sistem tersebut bersesuaian dengan temperatur T adalah lebih lemah bila dibandingkan dengan pernyataan semua molekul di dalam benda A bersesuaian dengan temperatur T1 dan benda B bersesuaian dengan temperatur T2".
Di dalam mekanika statistik, hubungan antara entropi dan parameter kekacauan adalah, pers. (1):
S = k log w
dimana k adalah konstanta Boltzmann, S adalah entropi sistem, w adalah parameter kekacauan, yakni kemungkinan beradanya sistem tersebut relatif terhadap semua keadaan yang mungkin ditempati.
Jika ditinjau perubahan entropi suatu gas ideal di dalam ekspansi isotermal, dimana banyaknya molekul dan temperatur tak berubah sedangkan volumenya semakin besar, maka kemungkinan sebuah molekul dapat ditemukan dalam suatu daerah bervolume V adalah sebanding dengan V; yakni semakin besar V maka semakin besar pula peluang untuk menemukan molekul tersebut di dalam V. Kemungkinan untuk menemukan sebuah molekul tunggal di dalam V adalah, pers. (2):
W1 = c V
dimana c adalah konstanta. Kemungkinan menemukan N molekul secara serempak di dalam volume V adalah hasil kali lipat N dari w. Yakni, kemungkinan dari sebuah keadaan yang terdiri dari N molekul berada di dalam volume V adalah, pers.(3):
w = w1N = (cV)N.
Jika persamaan (3) disubstitusikan ke (1), maka perbedaan entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal dimana temperatur dan banyaknya molekul tak berubah, adalah bernilai positip. Ini berarti entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal tersebut bertambah besar.
Definisi statistik mengenai entropi, yakni persamaan (1), menghubungkan gambaran termodinamika dan gambaran mekanika statistik yang memungkinkan untuk meletakkan hukum kedua termodinamika pada landasan statistik. Arah dimana proses alami akan terjadi menuju entropi yang lebih tinggi ditentukan oleh hukum kemungkinan, yakni menuju sebuah keadaan yang lebih mungkin. Dalam hal ini, keadaan kesetimbangan adalah keadaan dimana entropi maksimum secara termodinamika dan keadaan yang paling mungkin secara statistik. Akan tetapi fluktuasi, misal gerak Brown, dapat terjadi di sekitar distribusi kesetimbangan. Dari sudut pandang ini, tidaklah mutlak bahwa entropi akan semakin besar di dalam tiap-tiap proses spontan. Entropi kadang-kadang dapat berkurang. Jika cukup lama ditunggu, keadaan yang paling tidak mungkin sekali pun dapat terjadi: air di dalam kolam tiba-tiba membeku pada suatu hari musim panas yang panas atau suatu vakum setempat terjadi secara tiba-tiba dalam suatu ruangan. Hukum kedua termodinamika memperlihatkan arah peristiwa-peristiwa yang paling mungkin, bukan hanya peristiwa-peristiwa yang mungkin.
Diambil dari Halliday-Resnick, Fisika, alih bahasa Silaban-Sucipto, Erlangga, Jakarta, 1990.
*TERMODINAMIKA
Sebuah sistem termodinamika
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.
Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.
Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.
1 Konsep dasar dalam termodinamika
2 Sistem termodinamika
3 Keadaan termodinamika
4 Hukum-hukum Dasar Termodinamika
5 Lihat pula
Konsep dasar dalam termodinamika
Pengabstrakan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.
Sistem termodinamika
Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. 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.
Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:
sistem terisolasi:
• sistem terisolasi adalah tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkunganwadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
• sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
• sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.
Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.
Keadaan termodinamika
Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem).
Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.
Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.
Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.
Hukum-hukum Dasar Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
• Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
• Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
• Hukum Pertama Termodinamika
• Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.
• Hukum kedua Termodinamika
• Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
• Hukum ketiga Termodinamika
• Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.
*Radiasi,Konveksi dan Konduksi*
Radiasi biasanya berarti transmisi gelombang, objek atau informasi dari sebuah sumber ke medium atau tujuan sekitarnya.
Dalam fisika, konsep yang berhubungan adalah:
1. radiasi ionisasi adalah sebuah semburan partikel (seperti photon) dengan energi yang berkecukupan untuk menyebabkan ionisasi atom atau molekul.
2. radiasi non-ionisasi seperti di atas hanya tidak memiliki cukup energi.
3. radiasi elektromagnetik: cahaya adalah salah satu bentuknya yang tampak mata; radiasi thermal adalah bentuk panas. Keseluruhan, jangkauan panjang gelombang mencakup gelombang Frekuensi sangat rendah dengan panjang dalam km, radio AM, radio FM, TV dan gelombang mikro, inframerah (panas) gelombang, cahaya tampak, ultraungu, sinar-X, dan sinar gamma.
4. radiasi gravitasi
5. radiasi partikel adalah sebuah bentuk radiasi dimana unsur individual bersikap seperti partikel, contohnya radiasi neutron cepat atau lambat
6. radiasi Cherenkov adalah pemancaran radiasi elektromagnetik oleh partikel bermuatan bergerak melalui sebuah medium terinsulasi lebih cepat dari kecepatan cahaya dalam medium tersebut.
7. radiasi synchotron dipancarkan oleh partikel bermuatan yang dipercepat dalam medan magnet dan bergerak mendekati kecepatan cahaya. Ini terjadi, contohnya, bila partikel bergerak dalam lingkaran, seperti dalam synchrotron.
Dalam Biologi, radiasi adaptive adalah sebuah proses dalam biologi evolusi dimana satu spesies menjadi banyak dalam rangka beradaptasi ke niche ekologi tertentu.
Radiasi kadangkala juga digunakan, tidak tepat, untuk menunjuk ke kontaminasi radioaktif, pembebasan isotop radioaktif ke lingkungan. Isotop tersebut kemudian melepaskan radiasi terionisasi, yang dapat membuat parah apabila isotop tersebut diserap oleh tumbuhan, hewan atau manusia, karena isotop kemudian melepas radiasi terionisasi dari dalam organisme
Konduksi adalah perpindahan panas antara dua sustansi dari sustansi yang bersuhu tinggi, panas berpindah ke sustansi yang bersuhu rendah dengan adanya kontak kedua sustansi secara langsung.
Misalnya ketika tangan kamu memegang gelas panas, maka telapak tangan kamu akan menerima panas dari gelas tersebut.
Konveksi.
Konveksi terjadi diakibatkan adanya ekspansi termal dan konduksi. Konveksi sendiri artinya= cairan yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu.
Expansi termal adalah sifat dari sustansi yang bertemperatur tinggi dimana partikel-partikel sustansi tersebut volumennya meluas/membesar akibat panas.
Maka akibatnya berat jenis partikel itu berkurang. Karena berkurangnya berat jenis partikel, maka partikel itu akan terdorong ke atas (dalam hal ini udara panas) , sedangkan udara dingin yang ada di atasnya akan turun menggantikannya. Ingat misalnya berat jenis es lebih kecil daripada berat jenis air, maka es akan mengapung di air. berat jenis besi yang lebih besar daripada air menyebabkan besi tenggelam di air.
Nah sekarang bagaimana proses keluarnya panas (yang berasal dari radiasi solar) dari bumi?
Pertama-tama radiasi solar berhasil diserap oleh bumi dan menjadi enerji panas. Panas di permukaan bumi menyebabkan panasnya udara di permukaan oleh proses konduksi. Dari sinilah proses konveksi dimulai. Udara yang sudah dipanaskan oleh permukaan bumi kemudian naik ke permukaan karena konveksi, hingga menggantikan udara dingin yang berada di atasnya. Udara dingin yang tadinya berada di atas, terdorong ke bawah oleh hawa panas tadi.
Karena proses konveksilah jumlah panas yang berhasil dipindahkan bumi ke angkasa lebih tinggi dibandingkan jika hanya terjadi proses konduksi saja. Uap air panas yang naik, mentransfer energi panas itu ke sekelilingnya dan selanjutnya akan berpindah ke bawah lagi.
Latent Heat
Seiring dengan proses konveksi, terjadi pula evaporasi/penguapan uap air yang juga mendinginkan permukaan bumi (lihat artikel “Keringat mendinginkan tubuh”).
Kata Latent menegaskan bahwa panas tidak menyebabkan perubahan temperatur, melainkan menyebabkan perubahan keadaan.
Dalam hal ini panas yang ada di permukaan bumi juga berarti panas yang ada di permukaan lautan, danau, sungai, kelembapan tanah, vegetasi, yang menyebabkan air di permukaan bumi menguap (evaporasi) menjadi uap air yang naik ke atmosfir dalam proses konveksi.
Ingat kan? bahwa dalam proses evaporasi diperlukan panas/enerji- guna merubah keadaan tadi, dalam proses inilah lagi-lagi bumi kita kehilangan energi panasnya, dengan cara evaporasi.
Ketika uap air ini naik, di ketinggian temperaturnya akan menurun. Ketika temperatur turun cukup rendah hingga menyebabkan uap air berkondensasi di atmosfir, menjadi butiran-butiran cairan atau partikel-partikel es - awan.
Kalau enerji diperlukan dalam proses penguapan yang merubah cairan atau solid menjadi uap air, maka enerji juga diperlukan ketika uap air berubah menjadi cairan atau solid (kondensasi).
Latent heat yang disebabkan oleh proses kondensasi, akhirnya memanaskan atmosfir .
Proses penguapan dan kondensasi air jelas memindahkan panas dari permukaan bumi ke atmosfir. Selanjutnya presipitasi mengembalikan air yang berkondensasi ke bumi dalam bentuk hujan atau salju di mana selanjutnya air ini bisa mengalami proses evaporasi dan kondensasi kembali.
Spektrum elektomagnetik
Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI):
Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GHz Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 1.24 μeVm
Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi. Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm). Istilah “spektrum optik” juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)
Frekuensi Radio
Frekuensi radio menunjuk ke spektrum elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus bolak-balik ke sebuah antena. Frekuensi seperti ini termasuk bagian dari spektrum di bawah ini:
Nama band Singkatan band ITU Frekuensi Panjang gelombang
  <>Hz > 100,000 km
Extremely low frequency ELF 1 3-30 Hz 100,000 km - 10,000 km
Super low frequency SLF 2 30-300 Hz 10,000 km - 1000 km
Ultra low frequency ULF 3 300-3000 Hz 1000 km - 100 km
Very low frequency
VLF 4 3-30 kHz 100 km - 10 km
Low frequency LF 5 30-300 kHz 10 km - 1 km
Medium frequency MF 6 300-3000 kHz 1 km - 100 m
High frequency HF 7 3-30 MHz 100 m - 10 m
Very high frequency VHF 8 30-300 MHz 10 m - 1 m
Ultra high frequency UHF 9 300-3000 MHz 1 m - 100 mm
Super high frequency SHF 10 3-30 GHz 100 mm - 10 mm
Extremely high frequency EHF 11 30-300 GHz 10 mm - 1 mm
  Di atas 300 GHz <>
Catatan: di atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer Bumi begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi “opak” ke frekuensi lebih tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer menjadi transparan lagi pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela optikal.
Band ELF, SLF, ULF, dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar 20-20,000 Hz. Namun, suara disalurkan oleh kompresi atmosferik dan pengembangan, dan bukan oleh energi elektromagnetik.
Penghubung listrik didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga merupakan nama dari penghubung audio/video standar, yang juga disebut BNC (Bayonet Neill-Concelman).
Gelombang mikro
Gelombang mikro (microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu diatas 3 GHz (3×109 Hz).
Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada RADAR (Radio Detection and Ranging). RADAR digunakan untuk mencari dan menentukan jejak suatu benda dengan gelombang mikro dengan frekuensi sekitar 1010 Hz
Inframerah
Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti “bawah merah” (dari bahasa Latin infra, “bawah”), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga “order” dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm.
Spektrum optik
Spektrum optik (cahaya atau spektrum terlihat atau spektrum tampak) adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang tampak oleh mata manusia. Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini disebut sebagai cahaya tampak atau cahaya saja. Tidak ada batasan yang tepat dari spektrum optik; mata normal manusia akan dapat menerima panjang gelombang dari 400 sampai 700 nm, meskipun beberapa orang dapat menerima panjang gelombang dari 380 sampai 780 nm. Mata yang telah beradaptasi dengan cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah kuning dari spektrum optik.
Panjang gelombang yang kasat mata didefinisikan oleh jangkauan spektral jendela optik, wilayah spektrum elektromagnetik yang melewati atmosfer Bumi sebagian besar tanpa dikurangi (meskipun cahaya biru dipencarkan lebih banyak dari cahaya merah, salah satu alasan mengapai langit berwarna biru). Radiasi elektromagnetik di luar jangkauan panjang gelombang optik, atau jendela transmisi lainnya, hampir seluruhnya diserap oleh atmosfer.
Cahaya putih dipencarkan oleh sebuah prisma menjadi warna-warna dalam spektrum optik.
Warna-warna di dalam spektrum
Meskipun spektrum optik adalah spektrum yang kontinu sehingga tidak ada batas yang jelas antara satu warna dengan warna lainnya, tabel berikut memberikan batas kira-kira untuk warna-warna spektrum :
ungu 380-450 nm
biru 450-495 nm
hijau 495-570 nm
kuning 570-590 nm
jingga 590-620 nm
merah 620-750 nm
Ultraungu(Ultra violet)
Radiasi ultraungu (sering disingkat UV, dari bahasa Inggris: ultraviolet) adalah radiasi elektromagnetis terhadap panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil.
Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380-200 nm) dan UV vakum (200-10 nm). Ketika mempertimbangkan pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380-315 nm), yang juga disebut “Gelombang Panjang” atau “blacklight“; UVB (315-280 nm), yang juga disebut “Gelombang Medium” (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut “Gelombang Pendek” (Short Wave).
Istilah ultraviolet berarti “melebihi ungu” (dari bahasa Latin ultra, “melebihi”), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang gelombang paling pendek dari cahaya dari sinar tampak. Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai “hampir UV”. Banyak buah-buahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan warna manusia.
Sinar-X
Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 picometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medikal dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya
Sinar gamma
Sinar gamma (seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.
Sinar gamma membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektro magnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras. Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gamma dan sinar X dari energi yang sama — mereka adalah dua nama untuk radiasi elektro magnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gamma dibedakan dengan sinar X oleh asal mereka. Sinar gamma adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkin kan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada penindihan antara apa yang kita sebut sinar gamma energi rendah dan sinar-X energi tinggi.
Sinar gamma merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih menembus dari radiasi alpha atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tapi kurang mengionisasi.
Perlindungan untuk sinar γ membutuhkan banyak massa. Bahan yang digunakan untuk perisai harus diperhitungkan bahwa sinar gamma diserap lebih banyak oleh bahan dengan nomor atom tinggi dan kepadatan tinggi. Juga, semakin tinggi energi sinar gamma, makin tebal perisai yang dibutuhkan. Bahan untuk menahan sinar gamma biasanya di ilustrasi kan dengan ketebalan yang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas dari sinar gamma setengahnya. Misalnya, sinar gamma yang membutuhkan 1 cm (0,4 inchi) “lead” untuk mengurangi intensitasnya sebesar 50% jujga akan mengurangi setengah intensitasnya dengan konkrit 6 cm (2,4 inchi) atau debut paketan 9 cm (3,6 inchi).
Sinar gamma dari fallout nuklir kemungkinan akan menyebabkan jumlah kematian terbesar dalam penggunaan senjata nuklir dalam sebuah perang nuklir. Sebuah perlindungan fallout yang efektif akan mengurangi terkenanya manusia 1000 kali.
Sinar gamma memang kurang mengionisasi dari sinar alpha atau beta. Namun, mengurangi bahaya terhadap manusia membutuhkan perlindungan yang lebih tebal. Mereka menghasilkan kerusakan yang mirip dengan yang disebabkan oleh sinar-X, seperti terbakar, kanker, dan mutasi genetika. Dalam hal ionisasi, radiasi gamma berinteraksi dengan bahan melalui tiga proses utama: efek fotoelektrik, penyebaran Compton, dan produksi pasangan.
*ELECTRO-CARDIOGRAPH (ECG)*
Kelainan fungsi jantung manusia tidak hanya ditemukan dikota-kota besar yang penuh
dengan teknologi maju, tetapi juga terdapat pada masyarakat daerah yang jauh dari
kecukupan dan sentuhan teknologi. ECG merupakan instrument medis yang dibutuhkan
oleh para medis untuk memperoleh informasi tentang kerja fungsi jantung seseorang.
Karena harganya, ECG tidak tersedia di pusat-pusat pelayanan medis didaerah atau Pus-
kesmas. Untuk mengatahui kerja fungsi jantung seorang pasen, para medis didaerah harus
mengirim pasennya terlebih dahulu ke rumah sakit atau laboratorium medis yang hanya
terdapat di kota besar. Karenanya, seorang pasen harus mengeluarkan biaya yang lebih
besar lagi untuk mengetahui kesehatan jantungnya.
Personal Computer (PC) merupakan perangkat yang sudah menjadi kebutuhan masya-
rakat banyak dari berbagai tingkat strata ekonomi. Selain itu, PC sudah dipergunakan di
kantor-kantor pemerintahan termasuk kecamatan dan Puskesmas di daerah. Keberadaan
PC di Puskesmas-Puskemas didaerah merupakan peluang baru untuk dimanfaatkan
sebesar-besarnya, tidak sekedar hanya dipergunakan untuk menyimpan data atau kegiatan
administrasi lainnya. Selain itu, para dokter muda yang bekerja di tempat-tempat
terpencil, banyak yang telah mempunyai PC untuk kebutuhan kegiatan pribadinya.
Dari kedua keadaan diatas, tulisan ini menuangkan penelitian pengembangan sebuah alat
yang dapat mendeteksi dan mengirimkan signal gelombang listrik analog yang berasal
dari jantung melalui terminal input komunikasi PC kedalam PC. Dengan kata lain, alat
yang diteliti ini apabila dihubungkan dengan PC menjadi sebuah ECG yang banyak
dibutuhkan oleh para medis.
Alat yang dikembangkan ini terdiri dari sebuah ‘bio-amplifier’ yang menguatkan signal-
signal gelombang listrik yang berasal dari jantung (biopotential). Signal tersebut
dipengaruhi oleh banyak signal lain yang dikatagorikan sebagai noise yang berasal dari
banyak sumber diluar tubuh manusia yang sedang di amati. Noise ini diperkecil oleh
sebuah ‘filter’ yang dihubungkan pada output bio-amplifier. Sebuah pengubah signal
analog menjadi signal digital atau ADC (Analog to Digital Converter) ditambahkan
untuk mendapatkan signal biopotential berupa data digital agar dapat diolah oleh PC.
Transfer data digital dikendalikan oleh sebuah ‘micro controller’. Banyak keuntungan
yang diperoleh dari penggunaan micro controller ini karena kemampuan dan fasilitas
yang tersedia didalamnya selain untuk mentransfer data. Data digital dikirim ke PC
melalui terminal komunikasi serie yang terdapat pada micro controller dan PC. Untuk
menjaga agar tidak terjadi hubungan listrik antara rangkaian pendeteksi signal dengan
PC, dipergunakan sebuah penghubung cahaya (opto-coupler). Opto coupler ini meng-
hantarkan data digital yang akan dikirim melalui komunikasi serie, tetapi mengisolasi
hubungan listrik. Data digital yang masuk kedalam PC selanjutnya akan mudah diolah
untuk ditampilkan pada layar monitor atau dicetak (print). Bentuk informasi dalam data
digital memudahkan untuk dimanipulasi lebih lanjut.
2. Signal Gelombang Listrik Jantung (ECG) :
Gambar 1. Bentuk gelombang listrik jantung [4].
Biopotential yang dibangkitkan jantung terlihat pada gambar 1 diatas, dikenal dengan
nama electrocardiogram (ECG). Gelombang ini terdiri dari beberapa bagian gelombang
yang muncul selama proses kerja jantung. Gelombang P menunjukan depolarisasi pada
otot-otot atrial, gelombang komplex QRS merupakan hasil gabungan repolarisasi otot-
otot atria dan depolarisasi ventricules yang terjadi pada waktu yang hampir bersamaan.
Selang waktu dari P – Q menunjukan waktu delay didalam fiber-fiber didekat node AV
Signal ECG yang berasal dari jantung merambat keseluruh tubuh dan mempunyai
magnitude dengan arah tertentu (cardiac vector). Untuk mendeteksi signal ECG,
ditentukan titik-titik reference pengukuran untuk menempatkan elektroda. Pengukuran
signal ECG dilakukan dengan pemilihan tiga titik bipolar yang pertama kali
diperkenalkan oleh Einthoven [4]. Pengambilan titik reference ini kemudian dikenal
dengan segitiga Einthoven seperti terlihat pada gambar 2 dibawah ini.
Gambar 2. Segitiga Einthoven.
Lead I : mengukur potensial antara Left Arm (LA) terhadap Right Arm (RA)
Lead I : mengukur potensial antara Left Leg (LL) terhadap Right Arm (RA)
Lead I : mengukur potensial antara Left Leg (LL) terhadap Left Arm (RA)
Signal ECG diukur dengan bantuan kepingan logam yang dikenal sebagai elektroda.
Elektroda ditempelkan pada permukaan kulit di titik-titik pengukuran diatas. Metoda ini
memberikan impedansi permukaan kulit dimana besarnya tergantung pada frekuensi
*FORSEP*
Forsep berupa alat logam menyerupai sendok. Bedanya dengan vakum, ektraksi forsep bisa dilakukan tanpa tergantung tenaga ibu, jadi bisa dilakukan meskipun ibu tidak mengedan (misalnya saat terjadi keracunan kehamilan, asma atau penyakit jantung). Persalinan denga forsep relatif lebih berisiko dan lebih sulit dilakukan, namun kadang terpaksa dilakukan juga apalagi jika kondisi ibu dan anak sangat tidak baik.
*VAKUM*
Vakum adalah semacam alat pengisap (negative-pressure vacuum extractor) yang digunakan untuk membantu keluarnya bayi. Persalinan dengan menggunakan vakum biasanya disebut ekstraksi vakum. Vakum membantu memberi tenaga tambahan untuk mengeluarkan bayi, dan biasanya digunakan saat persalinan sudah berlangsung terlalu lama dan ibu sudah terlalu capek serta tidak kuat meneran lagi. Caranya, alat vakum yang berbentuk seperti pengisap dengan mangkok karet ditempelkan di kepala bayi yang sudah tampak di jalan lahir. Setelah kepala sudah menempel pada mangkuk vakum, dilakukan tarikan bersamaan dengan saat his / gerakan mengejan. Dengan demikian perlahan-lahan bayi bisa dilahirkan. Setelah penggunaan vakum, biasanya kepala bayi tampak agak benjol, hal ini wajar saja akibat isapan vakum, dan akan hilang sendiri nantinya. Karena vakum dilakukan dengan bantuan tenaga mengedan ibu, metode ini biasanya tidak dilakukan saat ibu tidak diperkenankan mengedan akaibat kondisi medis tertentu (misalnya menderita keracunan kehamilan atau asma berat).
Sumber: Buklet Prenagen "Mengenal Seluk Beluk Persalinan"

*PEMERIKSAAN USG*
USG atau Ultrasonografi dalam dunia kedokteran memang bukan barang baru. Toh, kehadirannya terkadang masih menimbulkan kekhawatiran pada sebagian orangtua tentang penggunaan dan manfaatnya. Misalnya, kekhawatiran akan radiasi yang ditimbulkan dari alat tersebut. Beberapa orang bahkan menangsikan manfaat alat ini mengingat ada satu dua kasus kelainan bayi yang dianggap tak terdeteksi oleh pemeriksaan USG. Belum lagi soal biaya. Beberapa klinik/rumah sakit memang sudah memasukkan biaya USG dalam biaya pemeriksaan kehamilan. Namun cukup banyak juga yang menagih pemeriksaan ini sebagai biaya tersendiri. Kalau pasien yang meminta, mungkin enggak jadi soal. Tapi jika dokter melakukan pemeriksaan USG setiap kali pasien kontrol dan ada biaya tambahan untuk itu, tampaknya ini tidak fair bagi pasien.
Bagaimana menyikapi penggunaan alat USG ini dan seberapa besar manfaat yang dapat diperoleh darinya? Berikut penjelasan dr. Achmad Mediana, Sp.OG dari RS Gandaria, Jakarta.
TAK ADA RADIASI
Pemeriksaan USG merupakan pemeriksaan penunjang yang dilakukan pada ibu hamil. Sebelum ada alat ini, denyut jantung janin baru dapat didengar pada usia kehamilan 16-18 minggu. Sementara dengan USG, pada usia kehamilan 6-7 minggu sudah dapat dideteksi. USG juga dapat mendeteksi kelainan-kelainan bawaan di usia kehamilan yang lebih awal.
USG bukan merupakan sinar radiasi seperti halnya rontgen melainkan menggunakan gelombang suara yang dipantulkan pada suatu permukaan. Pantulan suara itu lantas direkam dan diolah oleh komputer kemudian tampil dalam bentuk gambar. Sejauh ini penggunaan USG sangat aman dan tidak membahayakan janin, ibunya maupun dokter yang memeriksanya. Hasil pemeriksaan USG dapat direkam untuk kelengkapan data medis. Gambarnya pun bisa di-print sebagai dokumentasi.
CARA PEMERIKSAAN
Pemeriksaan USG dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Pervaginam
- Memasukkan probe USG transvaginal/seperti melakukan pemeriksaan dalam.
- Dilakukan pada kehamilan di bawah 8 minggu.
- Lebih mudah dan ibu tidak perlu menahan kencing.
- Lebih jelas karena bisa lebih dekat pada rahim.
- Daya tembusnya 8-10 cm dengan resolusi tinggi.
- Tidak menyebabkan keguguran.
2. Perabdominan
- Probe USG di atas perut.
- Biasa dilakukan pada kehamilan lebih dari 12 minggu.
- Karena dari atas perut maka daya tembusnya akan melewati otot perut, lemak baru menembus rahim.
- Daya tembusnya bisa 15 cm namun resolusinya berkurang.
JENIS PEMERIKSAAN USG
1. USG 2 Dimensi
Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan.
2. USG 3 Dimensi
Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar).
3. USG 4 Dimensi
Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis, sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat "bergerak". Jadi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim.
4. USG Doppler
Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin. Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi:
- Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit).
- Tonus (gerak janin).
- Indeks cairan ketuban (normalnya 10-20 cm).
- Doppler arteri umbilikalis.
- Reaktivitas denyut jantung janin.
SAAT TEPAT PEMERIKSAAN
Pemeriksaan dengan USG wajib semasa kehamilan sebetulnya hanya dua kali, yaitu:
* Saat pertama kali pemeriksaan kehamilan (usia kehamilan berapa pun namun biasanya pada usia kehamilan 10-12 minggu). Pemeriksaan ini dilakukan sebagai skrining awal. Gambaran janin yang masih sekitar 8 cm akan terlihat tampil secara utuh pada layar monitor.
* Usia kehamilan 20-24 minggu sebagai skrining lengkap. Setelah usia kehamilan lebih dari 12 minggu gambaran janin pada layar monitor akan terlihat sebagian-sebagian/tidak secara utuh. Karena alat scan USG punya area yang terbatas, sementara ukuran besar janin sudah bertambah atau lebih dari 8 cm. Jadi, untuk melihat kondisi janin dapat per bagian, misalnya detail muka, detail jantung, detail kaki dan sebagainya.
Selain itu, penggunaan alat USG dapat dilakukan atas dasar indikasi yakni:
* Pemeriksaan USG serial untuk mengukur pertumbuhan berat badan janin.
* Bila perlu pada usia kehamilan 38-42 minggu untuk melihat bagaimana posisi bayi apakah melintang, kepala turun, dan lainnya.
MANFAAT
Trimester I
- Memastikan hamil atau tidak.
- Mengetahui keadaan janin, lokasi hamil, jumlah janin dan tanda kehidupannya.
- Mengetahui keadaan rahim dan organ sekitarnya.
- Melakukan penapisan awal dengan mengukur ketebalan selaput lendir, denyut janin, dan sebagainya.
Trimester II:
- Melakukan penapisan secara menyeluruh.
- Menentukan lokasi plasenta.
- Mengukur panjang serviks.
Trimester III:
- Menilai kesejahteraan janin.
- Mengukur biometri janin untuk taksiran berat badan.
- Melihat posisi janin dan tali pusat.
- Menilai keadaan plasenta.
TAK 100% AKURAT
Perlu diketahui, akurasi/ketepatan pemeriksaan USG tidak 100%, melainkan 80%. Artinya, kemungkinan ada kelainan bawaan/kecacatan pada janin yang tidak terdeteksi atau interpretasi kelamin janin yang tidak tepat. Hal ini dipengaruhi beberapa faktor antara lain:
* Keahlian/kompetensi dokter yang memeriksanya.
Tak semua dokter ahli kandungan dapat dengan baik mengoperasikan alat USG. Sebenarnya untuk pengoperasian alat ini diperlukan sertifikat tersendiri.
* Posisi bayi
Posisi bayi seperti tengkurap atau meringkuk juga menyulitkan daya jangkau/daya tembus alat USG. Meski dengan menggunakan USG 3 atau 4 Dimensi sekalipun, tetap ada keterbatasan.
* Kehamilan kembar
Kondisi hamil kembar juga menyulitkan alat USG melihat masing-masing keadaan bayi secara detail.
* Ketajaman/resolusi alat USG-nya kurang baik.
* Usia kehamilan di bawah 20 minggu.
* Air ketuban sedikit.
* Lokasi kelainan, seperti tumor di daerah perut janin saat usia kehamilan di bawah 20 minggu agak sulit dideteksi.