Gasflow

Modul : PERNAFASAN
Bernafas : kegiatan menghirup udara (O2)
dan mengeluarkan udara (CO2) makluk
hidup
Ikan : Insang, Paru- paru
Cacing : Kulit
Katak : Paru-paru , Kulit
Burung: Paru-paru
Manusia : Paru-paru
prokariota tidak memiliki nukleus
eukariota terselubung membran organel
ada nukleus
Mitokondria

Zat cair
- air
- darah,
- zat asam H4SO4, air laut

Zat gas
- udara
- Oksigen
- Nitrogen
- - CO2
Perbedaan cair vs Gas
Cair

Molekul2


Terikat longgar, Berdekatan.
Tekanan
 Karena
gaya gravitasi bumi
 Terjadi tegak lurus bidang.
Perbedaan cair vs Gas
GAS
Molekul
 Bergerak
bebas dan saling
bertumbukan.

Tekanan
 Bersumber
perubahan momentum
tumbukan
 Terjadi tidak tegak lurus bidang.
Sistem respirasi
1. Bagian konduksi penghantaran
rongga hidung, faring, laring, trakea,
bronkus, terminal bronkiolus
2. Bagian respirasi pernafasan
Bronkiolus hingga alveoli, udara
memenuhi kantung paru-paru dan
terjadilah pertukaran gas antara udara
dan darah.
Proses Respirasi
Respirasi eksternal meliputi pertukaran gas
(oksigen dan karbon dioksida) antara cairan
interstisial tubuh dgn lingkungan luar.
Tujuan dari respirasi eksternal adalah untuk
memenuhi kebutuhan respirasi sel.
Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen
dan pelepasan karbon dioksida dari sel.
Proses ini disebut juga respirasi selular,
terjadinya di mitokondria.
Paru-paru
Letaknya di rongga dada (thorax) diatas
diafragma
 Terdiri dari 2 bagian kanan dan kiri
 Dibungkus dengan selaput yang disebut pleura
viselaris

Paru-paru
Di luar pleura viseralis terdapat selaput
pleura parietalis.
 Ruang antara

pleura viseralis dan parietalis disebut
ruang intrapleural

Ruang ini berisi lapisan cairan yang tipis.
Paru-paru
Terdapat saluran (bronkus) dan
bercabang-cabang yang disebut
bronkiolus
 Dari bronkiolus itu tiap ujung membentuk
kantung disebut Alveolus

Fungsi Paru
Ventilasi paru
 Difusi Oksigen O2 dan Karbon Dioksida CO2
 Transport Oksigen O2 dan Karbon Dioksida CO2
 Pengaturan Ventilasi

Pengembangan dan pengempisan
rangka dada
Ventilasi paru
Masuk dan keluarnya udara antara atmosfir
dan alveoli paru
 Hukum Boyle PV=Konstan

Saluran pernafasan
Difusi



Pengikatan Oksigen O2 dan
Pelepasan Karbon Dioksida CO2
Peran dari alveoli dan darah (Hb)
Sirkulasi peredaran darah
Transport

O2 dan Karbon Dioksida CO2
sistemik dan pulmonal
Oksigen
Pengaturan Ventilasi

Dikendalikan oleh sistem saraf secara
normal mengartur kecepatan ventilasi
alveolus hampir sama dengan permintaan
tubuh , pO2 dan pCO2 untuk kegiatan
sedang sampai berat dan disesuaikan
kebutuhan tubuh.
Pengaturan Ventilasi

Pusat pernafasan adalah beberapa kelompok
neuron yg terletak di sebelah bilateral medula
oblongata dan pons
Hukum Fluida Cair
Archimedes
 Bernoulli
 Kontunuitas aliran
 Poiseuille
 Buoyansi  Hukum stoke

Standart dan sistem satuan fluida tubuh
Kebutuhan O2
 Produksi
CO2
 Volume darah
 Vol curah jantung





260 ml/menit
208 ml/menit
5,2 liter
5 Liter/menit
Standart dan sistem satuan
fluida tubuh
Tekanan darah
 Detak jantung
 Vital capasity
 Tidal capasity
 Breathing rate






120/80 mmHg
70 beat/menit
4,8 liter
0,5 liter
15 beat /min
Hukum Fluida Gas



Hukum Dalton, mengenai tekanan partial
Hukum Boyle, PV = konstan
Hukum Laplace.
Persamaan dalam hubungan dengan
energi kinetis
kita akan menghitung tekanan gas ideal
dengan mempergunakan hukum Newton
dan menghitung besarnya energi dalam
dari diatomic gas (Gas dua atom).
 Tekanan yang terjadi dalam ruangan
tergantung dari tabrakan molekul –
molekul.

Persamaan dalam hubungan dengan
energi kinetis
Pada gas ideal tabrakan dianggap elastis
oleh karena tidak ada energi yang
dipergunakan untuk mengatur struktur
internal dari suatu molekul.
 Molekul – molekul dalam energi kinetis
tidak ada perubahan oleh karena tabrakan
pada dinding tegar ( rigid) dan kecepatan
tergantung kepada tabrakan yang terjadi

Persamaan dalam kelembaban
Udara terdapat uap air.
 satu cara menyatakan banyaknya uap air
yang terkandung dalam udara ialah dengan
menggunakan tekanan parsial uap air
dalam udara.

Persamaan dalam kelembaban
Perasaan lembab atau kering yang kita alami
disebabkan tekanan parsial dan ergonomi .
Misalnya
 Tekanan parsial 15 mm Hg akan terasa lebih
lembab bila suhu 20o C dari pada suhu 300C .
 Tekanan jenuh uap air pada suhu waktu itu,
akan dirasakan udara kering.
Persamaan dalam kelembaban
tekanan parsial itu akan hampir sama
dengan uap jenuh pada suhu tersebut
akan kita rasakan udara lembab,
persamaan kelembaban dapat dinyatakan
:
pH 2O

F
= pH O
x 100 %

2
 ZAT 
P H2O(ZAT) = tekanan uap jenuh ( saturasi)
P H2O = tekanan uap parsial

Tegangan permukaan γ = F/ 2L
∆ P π R2
P
γ
R
=4γπR
PR = 4 γ
=
( Hukum Laplace )
= tegangan permukaan
= jari – jari
Membran Kenyal
Komponen Udara
N2, O2, CO2,
 Inspirasi 80% N2, 19% O2, 0,04%CO2,
 Ekspirasi 80% N2, 16% O2, 4%CO2,

Gas gunung beracun diengJarak antar titik 50 m,
mengelilingi Kawah Timbang pada jarak 150 m
dari kawah timbang.

Ch4=0, CO2=0,8 persen volume CO=0,
H2S=7 ppm. Titik 2 sekitar Ch4 = 0, CO2
= 2,5 persen volume, CO=0, H2S = 24
ppm. Titik 3 Ch4 =0, CO2=1,6 persen
volume CO=0, H2S = 5 ppm. Titik 4 :
Ch4=0, CO2 = 2,5 persen volume, CO =0,
H2S = 29 ppm. "
Kwantitas Udara
Tiap hari 10 Kg
 Absorbsi O2 lewat paru-paru 400 liter (0,5
Kg)
 Berdasarkan bilangan avogadro tiap mol
gas terdiri 22,4 Liter dan terdiri dari 6 x
1023 molekul
 Tiap nafas 1022 molekul masuk paru-paru

MEKANIKA PARU-PARU
Selaput pleura viselaris tumbuh menjadi satu
dengan jaringan paru-paru.
 Di luar pleura viseralis terdapat selaput pleura
parietalis. Ruang antara pleura viseralis dan
parietalis disebut ruang intrapleural. Ruang ini
berisi lapisan cairan yang tipis.

MEKANIKA PARU-PARU

Bila ruang dada berkembang (pada waktu
tarik nafas) ikut berkembang pula pleura
parietalis dan pleura viseralis.
MEKANIKA PARU-PARU

Pada penyakit paru-paru yang
menyebabkan kekakuan paru-paru, pleura
viseralis tidak ikut berkembang sehingga
akan mengakibatkan penurunan yang
tajam tekanan intrapleura
Ekskresi (Pengeluaran/Pembuangan)
 Eksresi
adalah proses pengeluaran zat sisa
metabolisme baik berupa zat cair dan zat gas. Zat-zat
sisa zat sisa itu berupa urine(ginjal), keringat(kulit),
empedu(hati), dan CO2(paru-paru). Zat-zat ini harus
dikeluarkan dari tubuh karena jika tidak dikeluarkan
akan mengganggu bahkan meracuni tubuh.
 Defekasi
adalah pengeluaran zat sisa hasil
proses pencernaan berupa feses(tinja) melalui anus.
 Sekresi adalah pengeluaran oleh sel dan kelenjar
yang berupa getah dan masih digunakan oleh tubuh
untuk proses lainnya seperti enzim dan hormon.
DIFUSI, OSMOSIS DAN IMBIBISI
January 3, 2009 J-K Leave a comment Go
to comments
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/
berpindah nya suatu zat dlm pelarut dari bag.
Berkonsentrasi tinggi ke bagian yang
berkonsentrasi rendah.
Contoh yang sederhana adalah pemberian gula
pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis.
Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam
udara.
ginjal
Hati
Osmosis

Osmosis adalah perpindahan air melalui
membran permeabel selektif dari bagian
yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat.
Membran semipermeabel harus dapat
ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat
terlarut, yang mengakibatkan gradien
tekanan sepanjang membran.
Osmosis
 Osmosis
merupakan suatu fenomena
alami, tapi dapat dihambat secara
buatan dengan meningkatkan tekanan
pada bagian dengan konsentrasi pekat
menjadi melebihi bagian dengan
konsentrasi yang lebih encer.
Indikator Osmosis

Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk
mencegah mengalirnya pelarut melalui
membran permeabel selektif dan masuk ke
larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat
sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan
osmotik merupakan sifat koligatif, yang
berarti bahwa sifat ini bergantung pada
konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada
sifat zat terlarut itu sendiri.
Osmosis terbalik

Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang
berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah
fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul
“solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah
“solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui
sebuah membran “semipermeable”. Membran
“semipermeable” ini menunjuk ke membran sel atau
membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip
atau bagian dari membran sel. Gerakan dari
“solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang
seimbang tercapai di kedua sisi membran.
Reverse osmosis
Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan
sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi
“solute” tinggi melalui sebuah membran ke sebuah
daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah
tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih
mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah
solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu
sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari
sisi satunya.
 Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut
untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970
an.
Imbibisi
• Imbibisi merupakan penyerapan air oleh
imbiban
Contoh: penyerapan air oleh benih
Proses awal perkecambahan Benih akan
membesar,
kulit
benih
pecah,
berkecambah Ditandai oleh keluarnya
radikula dari dalam benih
TRANSPORTASI
ZAT MELALUI MEMBRAN
Dalam kehidupannya, sel melakukan
pertukaran gas-gas respirasi, menyerap
vitamin & nutrisi dan memasukan serta
mengeluarkan
air,
serta
membuang
produk ekskresi. Proses
kluarnya
zat
tersebut
disebut
transportasi zat. Transportasi zat bisa
terjadi dengan aktif atau pasif.
TRANSPORTASI
ZAT MELALUI MEMBRAN
Trans
pasif
tidak
butuh
energi
sedangkan aktif membutuhkan energi.
Energi tersebut disebut ATP untuk
melawan perbedaan kosentrasi. Proses
zat melewati membran meliputi difusi,
osmosis, transportasi aktif, endositosis,
dan eksositosis.
DIFUSI
Jika kita menuang setetes tinta ke dalam botol
berisi air bening, dalam waktu singkat tinta
akan menyebar ke seluruh bagian air . Itu
merupakan salah satu peristiwa difusi.
 Jadi difusi adalah
peristiwa mengalirnya
/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari
bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang
berkonsentrasi rendah. Gerak difusi termasuk
pasif jadi tidak perlu energi. Proses difusi
terjadi karena gerak acak molekul yang
berdifusi.

DIFUSI
Semua sel pindah dengan melakukan difusi
melalui membran sel. Syaratnya yaitu partikelnya
sederhana, berukuran kecil, dan dapat larut
dalam air ataupun lemak. Jadi kalau cairan di
sekeliling sel punya konsentrasi tinggi dibanding
di dalam sel, secara otomatis molekul dari cairan
disekeliling membran sel bisa berdifusi kedlm sel.
Difusi berjalan lambat, dan diantara tiga jenis zat
cair, padat, dan gas, molekul gas yang paling
mudah berdifusi. Yang mempengaruhi kecepatan
difusi itu jarak, area, dan struktur tempat terjadi
difusi.
DIFUSI
Membran sel itu punya dua lapis lemak yang merupakan
penghalang molekul besar, maka dari itu molekul sering
melewati membran dengan cara difusi dengan bantuan
protein membran khusus. Prosesnya disebut difusi
Fasilitatif. Protein yang membantu punya molekul besar
dan bersifat hidrofilik.
Proteinya yaitu Protein kanal dan pembawa. Kecepatan
difusi ini tergantung pada peredaan konsentrasi dan
jumlah protein yang membantu, contoh difusi ini yaitu
difusi ADP ke dalam dan difusi ATP keluar dari
mitokondria atau transpor glukosa delam sel darah
merah.
OSMOSIS
Osmosis adalah perpindahan air melalui membran
permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke
bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus
dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut,
yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang
membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami,
tapi
dapat
dihambat
secara
buatan
dengan
meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi
pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang
lebih encer. Osmosis akan berhenti apabila konsentrasi
kedua zat sama(isotonis).
OSMOSIS

Misalnya,sel darah merah ditempatkan di lauran
yang lebih encer maka air akan akan masuk ke
dalam sel darah merah, sehingga sel darah
merah akan menggembung atau pecah. Namun
kalau darah ditempatkan di larutan yang lebih
pekat, misalkan garam, maka sel darah merah
akan mengerut karena air di dalam darah akan
tersedot keluar.
OSMOSIS
Dalam Osmosis molekul yang masuk akan menambah
volume dan tekanan , tekanan ini diebut tekanan
osmosis karena ditimbulkan oleh pergerakan air
dengan cara osmosis. Pergerakan air dalam sistem
osomosis dikendalikan energi bebas pelarut.Sehingga
makin pekat larutan, makin kecil energi bebas.
 Air bergerak dari larutan yang berenergi bebas lebih
besar atau encer ke larutan yang lebih pekat. Tekanan
Osmosis terhadap dinding sel dinamakan tekanan
turgor.

TRANSPOR AKTIF (POMPA ATP)
Tidak semua molekul bisa ditransport secara pasif
karena ukuranya, maka perlu sistem transpor lain yaitu
pompa ATP. Pompa ATP adalah pergerakan molekul zat
melewati membran dengan menggunakan energi.
Sumbernya dari energi metabolik yang dihasilkan dalam
bentuk ATP.
selain butuh energi transpor aktif juga butuh protein
membran sebagai pembawa. Kelebihan transpor aktif
yaitu
- bisa mengangkut molekul yang besar.
- mengangkut melawan perbedaan konsentrasi.
- zat yang diangkut dapat ditimbun dalam sel.
Hukum gas ideal
PV = nRT
 Dengan mempergunakan hukum gas ideal
dapat menentukan berat molekul (M).
 caranya : masukkan gas ke dalam volume
yang telah ditentukan pada tekanan
atmosfer. Massa (m) molekul dapat diukur
n = jumlah molekul
m = massa molekul
M = berat molekul
Hubungan antara tenaga kinetis gas
(internal energi) dan temperatur maka
dipakai hukum gas ideal
(PV = nRT) :
N = NO = bilangan Avogadro 6,025 x 1026
PV = N = nRT
N = RT
= mv2
Persamaan dalam kelembaban
Udara terdapat uap air.
 satu cara menyatakan banyaknya uap air
yang terkandung dalam udara ialah
dengan meng gunakan tekanan parsial
uap air dalam udara.
Perasaan lembab atau kering yang kita
alami h disebabkan tekanan parsial dan
ergonomi . Misalnya
 Tekanan parsial 15 mm Hg akan terasa
lebih lembab bila suhu 20o C dari pada
suhu 300C .
 Tekanan jenuh uap air pada suhu waktu
itu, akan dirasakan udara kering.

Persamaan dalam kelembaban
tekanan parsial itu akan hampir sama
dengan uap jenuh pada suhu tersebut
akan kita rasakan udara
lembab,persamaan kelembaban dapat
dinyatakan :
PH 2 O

F
= PH O
x 100 %

2
 ZAT 
P H2O(ZAT) = tekanan uap jenuh ( saturasi)
P H2O = tekanan uap parsial