Aplikasi Konsep Fisika dalam Pernapasan

Aplikasi Konsep Fisika dalam Pernapasan - Pernapasan merupakan proses pertukaran gas antara O2 dan CO2. Pernapasan merupakan kegiatan manusia yang sering dilakukan tanpa disadari. Pernapasan pada manusia mempunyai cara kerja yang berbeda dengan hewan dan tumbuhan. Cara kerja pernapasan manusia ternyata bisa kita pelajari menggunakan ilmu fisika. Dalam ilmu fisika setidaknya ada tiga hukum yang bisa menjelaskan tentang pernapasan yaitu, Hukum Dalton, Hukum Boyle, dan Hukum Laplace. Bagaima hukum-hukum tersebut menjelaskan tentang pernapasan, mari kita lihat penjelasan berikut ini:

1.Hukum Dalton

Hukum ini menyatakan bahwa:

“Tekanan parsial suatu komponen dalam campuran gas adalah tekanan dari komponen itu seaindainyasendirian mengisi seluruh volume gas yang tersedia”.

Maka dari, jumlah tekanan suatu campuran gas yang tidak reaktif dan bersifat ideal, adalah sama dengan jumlah tekanan persial suatu komponen gas. Misalnya dalam suatu ruangan terdapat udara dengan tekanan 1 atmosfir (760 mm-Hg). Jika dipindahkan seluruh molekul kecuali O₂ maka O₂ dalam udara tersebut 20%, berarto O₂ memiliki tekanan 20% x 760 mm Hg = 152 mm-Hg. Demikian pula N₂ = 610 Hg (80% dari 760 mm-Hg).

Tekanan parsial uap air dipengaruhi oleh kelembaman. Suatu contoh udara ruangan mempengaruhi tekanan parsial 15-20 mm-Hg. Sedangkan di dalam paru-paru mempunyai tekanan 47 mm-Hg pada temperatur 37⁰C dengan 100⁰C kelembaman. Dengan mempergunakan tekanan parsial dari hukum Dalton dapat dibuat daftar sebagai berikut:

Tabel 1. Tekanan Parsial uap air pada pernapasan

Pada waktu ekspirasi terakhir di dalam paru-paru selalu terdapat 30% volume yang disebut Fungsional Residual Capasit.

2. Hukum Boyle

Hukum ini menyatakan bahwa:

“Untuk suatu massa gas pada temperature konstan maka tekanan berbanding terbalik terhadap volumenya”.

Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan:

pV= tetap

(T konstan, dan jumlah massa gas m tetap)

Apabila terjadi peningkatan volume maka akan diikuti dengan penurunan tekanan, demikian juga sebaliknya. Untuk mengetahui hubungan tekanan (P) terhadap volume (V) dapat dilihat pada grafik 1.