Penjelasan tekanan gas pada proses pernapasan manusia

31 Ilmu Pengetahuan Alam Pada proses pengukuran tekanan darah juga berlaku hukum Pascal. Masih ingatkah kamu pernyataan hukum Pascal? Menurut Pascal tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Dengan demikian, tekanan darah yang berada pada bagian aorta, akan sama dengan tekanan yang ada pada arteri atau pembuluh nadi yang ada di lengan atas atau di bagian tubuh yang lainnya.

3. Tekanan Gas pada Proses Pernapasan Manusia

Di dalam paru-paru tepatnya di alveolus terjadi pertukaran antara oksigen O 2 dan karbon dioksida CO 2 . Setiap menit paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mL O 2 dan mengeluarkan sebanyak 200 mL CO 2 . Proses pertukaran antara O 2 dengan CO 2 terjadi secara difusi, yaitu proses perpindahan zat terlarut dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial rendah. Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Pada bagian ini yang dimaksud dengan tekanan parsial adalah tekanan O 2 dan CO 2 yang terlarut di dalam darah. Tekanan parsial O 2 diberi simbol PO 2 , sedangkan tekanan parsial CO 2 diberi simbol PCO 2 . Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O 2 dan CO 2 bervariasi pada setiap organ. Darah yang masuk ke paru-paru melalui arteri pulmonalis memiliki PO 2 yang lebih rendah dan PCO 2 yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli alveoli merupakan jamak dari alveolus. Pada saat darah memasuki kapiler alveoli, CO 2 yang terkandung dalam darah berdifusi menuju alveoli dan O 2 yang terkandung dalam udara di alveoli berdifusi ke dalam darah. Akibatnya PO 2 dalam darah menjadi naik banyak mengandung oksigen dan PCO 2 dalam darah menjadi turun sedikit mengandung karbondioksida. Darah tersebut selanjutnya menuju ke jantung, kemudian dipompa ke seluruh bagian tubuh. Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, O 2 dalam darah tersebut mengalami difusi menuju jaringan tubuh. Kandungan CO 2 dalam jaringan tubuh lebih besar dari pada kandungan CO 2 dalam darah, 32 Kelas VIII SMPMTs Semester 2 sehingga CO 2 dalam jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah. Setelah melepaskan O 2 dan membawa CO 2 dari jaringan tubuh, darah kembali menuju jantung dan dipompa lagi ke paru-paru. Perhatikan Gambar 7.23 Udara yang dihirup: PO 2 = 160 mmHg PCO 2 = 0,3 mmHg Alveolus: PO 2 = 104 mmHg PCO 2 = 40 mmHg Darah dari kapiler alveolus: PO 2 = 100 mmHg PCO 2 = 40 mmHg Vena pulmonalis Arteri sistemik Darah yang memasuki kapiler jaringan: PO 2 = 100 mmHg PCO 2 = 40 mmHg O 2 CO 2 Sel jaringan: PO 2 40 mmHg PCO 2 45 mmHg Darah yang meninggalkan jaringan: PO 2 = 40 mmHg PCO 2 = 45 mmHg Arteri pulmonalis Jantung Kapiler jaringan Vena sistemik Kapiler alveolus Darah memasuki kapiler alveolus: PO 2 = 40 mmHg PCO 2 = 45 mmHg Sel epitel alveolus Udara yang diembuskan: PO 2 = 120 mmHg PCO 2 = 27 mmHg Sumber: Reece et al. 2012 Gambar 7.23 Difusi Gas pada Proses Pernapasan dan Sirkulasi 33 Ilmu Pengetahuan Alam Ayo, Kita Pikirkan Tahukah kamu letak jantung? Jantung terletak di rongga dada di antara dua paru-paru. Coba kamu pikirkan, mengapa Tuhan menciptakan manusia dengan menempatkan jantung di rongga dada? Ayo, Kita Renungkan Pada bab ini kamu telah mempelajari tentang tekanan yang terdapat pada zat padat, cair, dan gas. Terdapat proses perpindahan zat di mana tekanan yang diberikan pada zat dan gas yang ada di tempat tertutup akan disebarkan ke segala arah. Bagaimana dengan tubuh kita? Di dalam tubuh kita terdapat organ yang bernama jantung. Jantung memiliki fungsi memberikan tekanan pada darah sehingga darah yang mengandung oksigen, protein, mineral, dan zat-zat lain yang diperlukan tubuh dapat mengalir ke seluruh tubuh kita. Mengalirnya darah ke seluruh tubuh menjadikan terpenuhinya kebutuhan sel-sel dalam tubuh kita, sehingga kerja organ di dalam tubuh kita tidak mengalami gangguan. Bersyukurlah kepada Tuhan yang telah menciptakan tubuhmu dengan sempurna, sehingga bahan-bahan yang tidak diperlukan bagi tubuh dapat dialirkan melalui darah dengan sistem pompa yang dilakukan oleh jantung. Begitu pentingnya peran jantung bagi tubuh kita, apakah kamu sudah berupaya menjaga kesehatanmu? Coba jawablah beberapa pertanyaan berikut ini dengan memberi tanda centang √ pada kolom “ya” atau “tidak” Tabel 7.3 Pertanyaan untuk Releksi Terkait Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari No Pertanyaan Ya Tidak 1 Apakah kamu bersyukur atas karunia Tuhan berupa organ jantung dan pembuluh darah yang terdapat pada tubuhmu? 34 Kelas VIII SMPMTs Semester 2 2 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran darah dengan berolahraga secara teratur? 3 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran darah dengan mengonsumsi makanan yang bergizi seperti bayam, susu, telur, dan lain sebagainya? 4 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran darah dengan tidak begadang? Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan: ƒ Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua ƒ Jawaban “tidak” mendapat skor 0 nol Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. ƒ Skor 0 - 3 : berarti kamu memiliki sikap yang kurang baik dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. ƒ Skor 4 - 6 : berarti kamu memiliki sikap yang baik dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. ƒ Skor 7 - 10 : berarti kamu memiliki sikap yang sangat baik dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Untuk kamu yang memiliki sikap yang kurang baik, sebaiknya kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam belajar terkait konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 35 Ilmu Pengetahuan Alam Info Tokoh 287 - 212 SM Archimedes Menemukan hukum Archimedes untuk prinsip pengembangan pembuatan kapal selam 1136 - 1206 M Al Jazari Pengembang prinsip hidrolik untuk menggerakkan mesin 1564 - 1642 SM Galileo Galilei Penemuan dasar-dasar hidrostatistika 1608-1647 SM Evangelista Toricelli Menetapkan tentang tekanan atmosfer dan menemukan alat untuk mengukurnya, yaitu barometer 1623-1662 SM Blaise Pascal Menemukan prinsip tekanan zat cair di ruang tertutup akan merambat secara merata ke semua arah 1627-1691 SM Robert Boyle Menemukan prinsip tekanan dan volume gas di ruang hampa adalah konstan atau tetap 36 Kelas VIII SMPMTs Semester 2 Rangkuman 1. Tekanan berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Semakin besar dorongan gaya yang diberikan, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan. 2. Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis. Semakin dalam zat cair maka tekanan yang dihasilkan semakin besar. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Dengan kata lain, tekanan dalam zat cair sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya massa jenis. 3. Hukum Archimedes menyatakan bahwa “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan memperoleh tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut”. 4. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. 5. Aplikasi konsep tekanan zat pada makhluk hidup dapat ditemui pada pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan, tekanan darah pada pembuluh darah manusia, dan tekanan gas pada proses pernapasan. 6. Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun. 7. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh loem. Perjalanan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya, yaitu daun daerah yang memiliki konsentrasi gula tinggi ke bagian tumbuhan lain yang dituju daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah. 37 Ilmu Pengetahuan Alam Bagan Konsep Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari Tekanan Zat Padat Tekanan Hidrostatik dirumuskan Tekanan Zat Cair Tekanan Gas Aplikasi Tekanan dalam Kehidupan Sehari-hari Hukum Archimedes Hukum Pascal Struktur Bendungan Air Kapal Selam Dongkrak Hidrolik Pengangkutan Air pada Tumbuhan Pengangkutan Nutrisi pada Tumbuhan Tekanan Darah Tekanan Gas pada Proses Pernapasan p = ρ g h F a = ρ c g V cp = p F A F 1 A 1 = F 2 A 2 dirumuskan dirumuskan dirumuskan meliputi misalnya dimanfaatkan pada pembuatan dimanfaatkan pada pembuatan Dimanfaatkan pada pembuatan misalnya mencakup 38 Kelas VIII SMPMTs Semester 2 Uji Kompetensi

A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat

1. Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya tekanan adalah …. A. gaya tekan dan massa benda B. gaya tekan dan gaya gravitasi C. luas bidang tekan dan gaya tekan D. luas bidang tekan dan gaya gravitasi 2. Sebuah alat pengangkat mobil memiliki luas penampang pengisap kecil A 1 sebesar 20 cm 2 dan pengisap besar A 2 sebesar 50 cm 2 . F 20 cm 2 A 2 p 1 p 2 50 cm 2 20.000 N A 1 Gaya yang harus diberikan untuk mengangkat mobil 20.000 N adalah … N. A. 2.000 B. 4.000 C. 5.000 D. 8.000 3. Upaya yang dapat dilakukan untuk mendapatkan tekanan yang besar adalah …. A. mengurangi gaya tekan dan memperbesar luas bidang B. mengurangi gaya tekan dan memperkecil luas bidang C. meningkatkan gaya tekan dan memperbesar luas bidang D. meningkatkan gaya tekan dan memperkecil luas bidang

Di dalam paru-paru tepatnya di alveolus terjadi pertukaran antara oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2). Setiap menit paru-paru dapat menyerap sekitar 250 mL O2 dan mengeluarkan sebanyak 200 mL CO2. Proses pertukaran antara O2 dengan CO2 terjadi secara difusi, yaitu proses perpindahan zat terlarut dari daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan tekanan parsial rendah.

Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu dalam campuran gas tersebut. Pada bagian ini yang dimaksud dengan tekanan parsial adalah tekanan O2 dan CO2 yang terlarut di dalam darah. Tekanan parsial O2 diberi simbol PO2, sedangkan tekanan parsial CO2 diberi simbol PCO2. Pada sistem peredaran darah, tekanan parsial antara O2 dan CO2 bervariasi pada setiap organ. Darah yang masuk ke paru-paru melalui arteri pulmonalis memiliki PO2 yang lebih rendah dan PCO2 yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli (alveoli merupakan jamak dari alveolus).

Pada saat darah memasuki kapiler alveoli, CO2 yang terkandung dalam darah berdifusi menuju alveoli dan O2 yang terkandung dalam udara di alveoli berdifusi ke dalam darah. Akibatnya PO2 dalam darah menjadi naik (banyak mengandung oksigen) dan PCO2 dalam darah menjadi turun (sedikit mengandung karbondioksida). Darah tersebut selanjutnya menuju ke jantung, kemudian dipompa ke seluruh bagian tubuh. Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, O2 dalam darah tersebut mengalami difusi menuju jaringan tubuh. Kandungan CO2 dalam jaringan tubuh lebih besar dari pada kandungan CO2 dalam darah,

sehingga CO2 dalam jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah. Setelah melepaskan O2dan membawa CO2 dari jaringan tubuh, darah kembali menuju jantung dan dipompa lagi ke paru-paru. Perhatikan Gambar 7.23!

Udara yang dihirup: PO2 = 160 mmHg PCO2 = 0,3 mmHg

Alveolus: PO2 = 104 mmHg PCO2 = 40 mmHg

Darah dari kapiler alveolus: PO2 = 100 mmHg PCO2 = 40 mmHg Vena pulmonalis Arteri sistemik Darah yang memasuki kapiler jaringan: PO2 = 100 mmHg PCO2 = 40 mmHg O2 CO2 Sel jaringan: PO2 < 40 mmHg PCO2 > 45 mmHg Darah yang meninggalkan jaringan: PO2 = 40 mmHg PCO2 = 45 mmHg Arteri pulmonalis Jantung Kapiler jaringan Vena sistemik Kapiler alveolus Darah memasuki kapiler alveolus: PO2 = 40 mmHg PCO2 = 45 mmHg Sel epitel alveolus

Udara yang diembuskan: PO2 = 120 mmHg PCO2 = 27 mmHg

Sumber: Reece et al. 2012

Ayo, Kita Pikirkan!

Tahukah kamu letak jantung? Jantung terletak di rongga dada di antara dua paru-paru. Coba kamu pikirkan, mengapa Tuhan menciptakan manusia dengan menempatkan jantung di rongga dada?

Ayo, Kita Renungkan

Pada bab ini kamu telah mempelajari tentang tekanan yang terdapat pada zat padat, cair, dan gas. Terdapat proses perpindahan zat di mana tekanan yang diberikan pada zat dan gas yang ada di tempat tertutup akan disebarkan ke segala arah. Bagaimana dengan tubuh kita? Di dalam tubuh kita terdapat organ yang bernama jantung. Jantung memiliki fungsi memberikan tekanan pada darah sehingga darah yang mengandung oksigen, protein, mineral, dan zat-zat lain yang diperlukan tubuh dapat mengalir ke seluruh tubuh kita. Mengalirnya darah ke seluruh tubuh menjadikan terpenuhinya kebutuhan sel-sel dalam tubuh kita, sehingga kerja organ di dalam tubuh kita tidak mengalami gangguan. Bersyukurlah kepada Tuhan yang telah menciptakan tubuhmu dengan sempurna, sehingga bahan-bahan yang tidak diperlukan bagi tubuh dapat dialirkan melalui darah dengan sistem pompa yang dilakukan oleh jantung. Begitu pentingnya peran jantung bagi tubuh kita, apakah kamu sudah berupaya menjaga kesehatanmu? Coba jawablah beberapa pertanyaan berikut ini dengan memberi tanda centang (√) pada kolom “ya” atau “tidak”!

Tabel 7.3 ertan aan untuk e ek i

Terkait Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari

No Pertanyaan Ya Tidak

1 Apakah kamu bersyukur atas karunia Tuhan berupa organ jantung dan pembuluh darah yang terdapat pada tubuhmu?

2 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran darah dengan berolahraga secara teratur?

3 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran darah dengan mengonsumsi makanan yang bergizi seperti bayam, susu, telur, dan lain sebagainya? 4 Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran

darah dengan tidak begadang?

Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan: ƒ Jawaban “ya” mendapat skor 2 (dua)

ƒ Jawaban “tidak” mendapat skor 0 (nol)

Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut.

ƒ Skor 0 - 3 : berarti kamu memiliki sikap yang kurang baik dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. ƒ Skor 4 - 6 : berarti kamu memiliki sikap yang baik dalam

mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. ƒ Skor 7 - 10 : berarti kamu memiliki sikap yang sangat baik

dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Untuk kamu yang memiliki sikap yang kurang baik, sebaiknya kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam belajar terkait konsep tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Info Tokoh 287 - 212 SM Archimedes Menemukan hukum Archimedes untuk prinsip pengembangan pembuatan kapal selam

1136 - 1206 M Al Jazari Pengembang prinsip hidrolik untuk menggerakkan mesin 1564 - 1642 SM Galileo Galilei Penemuan dasar-dasar hidrostatistika 1608-1647 SM Evangelista Toricelli

Menetapkan tentang tekanan atmosfer dan menemukan alat

untuk mengukurnya, yaitu barometer

1623-1662 SM Blaise Pascal

Menemukan prinsip tekanan zat cair di ruang tertutup akan merambat secara merata ke semua

arah

1627-1691 SM

Robert Boyle

Menemukan prinsip tekanan dan volume gas

di ruang hampa adalah konstan atau tetap

Rangkuman

1. Tekanan berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan luas bidang tekan. Semakin besar dorongan (gaya) yang diberikan, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan suatu benda maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan.

2. Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis. Semakin dalam zat cair maka tekanan yang dihasilkan semakin besar. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Dengan kata lain, tekanan dalam zat cair sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya massa jenis.

3. Hukum Archimedes menyatakan bahwa “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan memperoleh tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut”.

4. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama.

5. Aplikasi konsep tekanan zat pada makhluk hidup dapat ditemui pada pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan, tekanan darah pada pembuluh darah manusia, dan tekanan gas pada proses pernapasan.

6. Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun.

7. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tum uhan terjadi melalui pem uluh em. erjalanan at at hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya, yaitu daun (daerah yang memiliki konsentrasi gula tinggi) ke bagian tumbuhan lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah).

Bagan Konsep

Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari

Tekanan Zat Padat

Tekanan Hidrostatik dirumuskan

Tekanan Zat Cair Tekanan Gas Aplikasi Tekanan dalam

Kehidupan Sehari-hari

Hukum Archimedes

Hukum Pascal

Struktur Bendungan Air

Kapal Selam

Dongkrak Hidrolik

Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Pengangkutan Nutrisi pada Tumbuhan

Tekanan Darah Tekanan Gas pada Proses Pernapasan p = ρ g h Fa= ρc gVcp = p F A F1 A1 =F2 A2 dirumuskan dirumuskan dirumuskan meliputi misalnya

dimanfaatkan pada pembuatan

dimanfaatkan pada pembuatan

Dimanfaatkan pada pembuatan

misalnya

Uji Kompetensi