Fluida dan tekanan

FLUIDA DAN TEKANAN
 Adalah zat alir (baik cairan maupun gas), yang di bidang Kesehatan: dipelajari sistem
peredaran darah dan injeksi cairan ke dalam tubuh. Fluida didefinisikan sebagai zat yang
dapat mengalir yaitu zat cair dan zat gas. Zat cair meliputi air, darah, asam, H2SO4, air
laut dsb. Secara umum dibedakan menjadi 2 bagian yaitu fludia statik dan fluida dinamik.
     Fluida atau zat yang dapat mengalir meliputi zat cair dan gas. Contoh zat cair meliputi air,
darah, asam sulfat (H2SO4), air laut, dsb. Sedangkan zat gas meliputi udara, oksigen,
nitrogen, CO2, dan sebagainya. Ilmu yang mempelajari fluida yang tak bergerak disebut
hidrostatika.
   Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas atau P = F/A
   Satuan Tekanan dalam SI:
Bila kita berada di dalam air, kita akan mendapat tekanan yang dinamakan tekanan
hidrostatis. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dihasilkan oleh fluida setinggi
kedalaman h tempat kita berada diukur dari permukaan. Tekanan hidrostatis fluida pada
kedalaman h dari suatu bidang acuan:
p= po + gh
p = tekanan hidrostatis,
= tekanan pada kedalaman h (N/m2
)
po = tekanan udara pada permukaan (N/m2
)
 = massa jenis fluida (kg/m3
)g = gravitasi (m/det2
)
h = kedalaman fluida diukur dari suatu bidang acuan (m)
Dalam satuan SI, satuan tekanan adalah N/m2
atau Pa atau Pascal dan dalam satuan
c.g.s adalah dyne/cm2
. Ada juga satuan praktis yang sering digunakan seperti atm,bar, mbar,
Torr. Konversi satuan SI ke satuan praktis
1 atm = 76 cmHg = 1, 013 x 106
dyne/cm2
= 1, 013 x 105 N/m2
1 bar = 1 x 106
dyne/cm2
= 1 x 105 N/m2
1 Torr = 1 mm Hg
1 atm = 760 Torr
Dalam dunia kedokteran, satuan tekanan yang paling banyak digunakan didasarkan
pada tinggi kolom air raksa (Hg) yang menyatakan besarnya tekanan tersebut. Secara umum
tekanan yang dinyatakan oleh tinggi cairan: P = gh
Di mana : P = tekanan
 = massa jenis cairan
g = percepatan gravitasi = 9,80 m/s2
h = tinggi cairan
Manusia hidup di lingkungan bertekanan 1 atm, Lebih praktis suatu tekanan
dinyatakan dalam selisih antara tekanan tersebut dengan tekanan atmosfir. Selisih tekanan
atau tekanan relatif dikenal sebagai gauge pressure. Ada beberapa bagian tubuh manusia
yang mempunyai tekanan gauge yang negatif. Ketika menarik nafas tekanan dalam paru-
paru harus lebih rendah dari pada tekanan udara luar. Perbedaan tekanan akan
menyebabkan adanya aliran fluida.
Beberapa proses biologis tak lepas dari pembahasan yang menyangkut sifat molekul
molekul. Sebagai contoh adalah ketika meneteskan pewarna pada suatu larutan dalam suatu
wadah, secara perlahan seluruh bagian larutan akan berubah warna. Proses ini disebut
difusi.
Hukum Fick: Arah difusi dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah. Laju difusi berbanding langsung dengan perbedaan konsentrasi antara dua daerah.
Hampir semua proses difusi di alam berlangsung melalui membran. Membran dapat bersifat
dapat dilewati atau permeabel, tetapi umumnya membran pada sel-sel makhluk hidup
bersifat selectively permeable atau semipermeabel, yaitu hanya dapat dilewati oleh molekul
molekul tertentu.
Proses perpindahan air melalui membran semipermeabel karena perbedaan
konsentrasi larutan antara dua daerah yang dipisahkan memebran tersebut disebut osmosis
Perpindahan air untuk mencapai keseimbangan larutan dapat saja menimbulkan
perbedaan ketinggian. Perbedaan ketinggian sebagai akibat dari proses osmosis
menimbulkan tekanan osmosis relatif. Osmosis balikan dapat terjadi jika tekanan balik atau
back pressure lebih besar daripada tekanan osmosis. Osmosis balikan dapat terjadi jika pada sisi kanan tabung diberi tekanan yang menyebabkan kedua permukaan larutan sejajar
kembali. Dalam kehidupan sehari hari osmosis terjadi pada penyerapan air oleh akar tumbuh
tumbuhan, pemindahan air untuk mengeringkan sambungan antar tulang.
Jika seseorang menderita sakit pada bagian kanan jantung, berarti bagian yang
menerima darah dari pembuluh vena ini tidak menerima bekalan darah dengan semestinya,
dan tekanan pembuluh kapiler akan meningkat. Hal ini akan menyebabkan timbulnya
osmosis balikan pada sepanjang kapiler dan menimbulkan cairan interstitial yang disebut
edema atau pembengkakan. Dialysis adalah difusi berbagai molekul selain darah yang
melewati membran semipermeabel. Dalam dialysis membran biasanya tidak permeable
terhadap molekul molekul yang berukuran besar.
Dialysis balikan atau filtrasi atau penyaringan dapat terjadi bila tekanan pada daerah
dengan konsentrasi tinggi mampu melawan arah dialysis normal. Fungsi ginjal dan efek
diuretik adalah contoh dialysis yang terjadi pada tubuh manusia. Active transport
(pemindahan aktif), yaitu membran secara aktif memiliki energi untuk memindahkan
substansi substansi reabsorbsi pada ginjal, penyerapan enzim pada usus, dan sel saraf
merupakan contoh contoh dari pemindahan aktif.
2. MENJELASKAN KERJA JANTUNG
Jumlah darah pada orang dewasa 4,5 liter. Pada orang dewasa normal, setiap kontraksi
otot jantung memompa sekitar 80 ml darah, dan setiap satu menit sel darah merah telah
beredar komplit satu siklus dalam tubuh. Pada proses ini jantung melakukan kerja. Tekanan
di kedua pompa jantung tidaklah sama. Di sistem pulmonal tekanannya rendah (Tekanan
maksimum/sistole = 25 mm Hg). Pada sirkulasi sistemik tekanan puncak/sistole sekitar 120
mm Hg. Pada fase istirahat (diastole) tekanan sekitar 80 mm Hg. Otot yang menggerakkan
ventrikel kiri memiliki ketebalan sekitar tiga kali lipat dibandingkan dengan ventrikel kanan.
Saat kita bekerja berat atau berolah raga, tekanan darah dapat meningkat sebesar 50% dan
volume darah yang dipompa dapat meningkat 5 kali lipat sehingga terjadi peningkatan
energi yang dikeluarkan oleh jantung. Untuk mengukur tekanan darah Rev Stephen Hales
(1733) mula2 menggunakan pipa gelas dihubungkan langsung ke pembuluh arteri kuda
dengan pengantara trackea angsa.
Di dalam pipa, darah akan naik dan mencapai ketinggian kira-kira 1,3 m dihitung dari
posisi jantung. Ketinggian tersebut dapat dicari dengan menggunakan harga rata-rata
tekanan darah pada jantung sebesar 100 mmHg, massa jenis (rapat massa) darah sebesar
1040 kg/m3
: Hg . g . hHg = darah . g . Hdarah
(13600 kg/m3
).g (100 mm) = (1040 kg/m3
).g. hdarah
hdarah = 1308 mm = 1,3 m
Pada lokasi dekat telapak kaki, tekanan darah menjadi 200 mmHg atau setara dengan
2,6 meter darah. Tingginya tekanan pada kaki ini disebabkan oleh berat darah antara jantung
dan kaki yang menekan ke bawah (jarak jantung dari telapak kaki sekitar 1,3 meter). Dengan
sedikit perhitungan dapat dipahami bahwa peningkatan tekanan darah sebesar 10 (10mmHg) menyebabkan kenaikan tinggi kolom darah sebanyak 131 mm. Tekanan darah 150
berarti tinggi kolom darah dalam pipa (dihitung dari telapak kaki) adalah 1,95 m. Dalam
praktek, pengukuran tekanan darah biasanya dengan alat yang bernama
sphygmomanometer. Alat ini terdiri atas: pembalut/gelang; dalam pembalut ini terdapat
rongga yang dapat diberi tekanan manometer yang dihubungkan dengan pembalut tersebut
untuk mengukur tekanannya. Dalam bentuknya yang asli, yang digunakan adalah
manometer air raksa dan stetoskop. Aliran darah biasanya mengalir secara laminer/sream
line, tetapi pada beberapa tempat terjadi turbulensi misalnya pada valvula jantung (katup
jantung).
Dengan menggunakan sphygmomanometer dan pembalut dililitkan pada lengan
bagian atas, aliran darah akan dibuat turbulensi dan menghasilkan fibrasi sehingga bunyi
jantung dapat didengar dengan menggunakan stetoskop. Aliran laminer dapat diubah
menjadi turbulensi apabila pembuluh secara berangsur-angsur diciutkan jari-jarinya dan
kecepatan aliran secara bertahap ditingkatkan sehingga mencapai kecepatan kritis.
3. MENJELASKAN SISTEM PEREDARAN DARAH
Cara kerja pengukuran tekanan darah adalah mula-mula pembalut dililitkan pada
lengan bagian atas dan tekanannya dinaikkan secara cepat dengan bantuan semacam
pompa tangan hingga tekanannya dapat menghentikan aliran darah. Kemudian dengan
membuka sedikit katup pada pompa tersebut, tekanan diturunkan secara agak lambat. Pada
saat yang sama, suara dalam pembuluh darah pada lengan bawah didengarkan dengan
stetoskop dan menunjukkan pada manometer diamati.
Ketika tekanan pembalut masih lebih tinggi daripada tekanan systole, darah tidak
mampu menembus jepitan pembalut sehingga tidak ada suara yang terdengar melalui
stetoskop. Pada saat tekanan pembalut turun di bawah tekanan systole, terjadi aliran darah
turbulen yang menyemprot melalui arteri. Desakan darah yang mengalir menerobos jepitan
pembalut ke arah lengan bawah menimbulkan getaran suara yang terdeteksi dengan
stetoskop. Bunyi-bunyi ini disebut bunyi Korotkoff atau K. Tekanan pada saat bunyi K
pertama kali terdengar menunjukkan tekanan Sistole. Seiring dengan menurunnya tekanan
bunyi K semakin keras kemudian mereda.
Bila tekanan pembalut lebih rendah dibandingkan dengan tekanan diastole, suara yang
terdengar akan berubah atau menjadi hilang. Saat bunyi K menghilang atau berubah
menunjukkan tekanan diastolic. Tekanan darah dicatat sebagai tekanan yang ditunjukkan
oleh manometer pada saat munculnya suara karena desakan aliran darah (tekanan systole)
dan di saat berubah atau hilangnya lagi suara tersebut (tekanan diastole).
Pada saat ini telah terdapat pengukur tekanan darah yang bekerja secara elektronik,
namun masih berdasarkan prinsip sphygmomanometer. Pembalut yang bertekanan tetap
digunakan, sedangkan saat munculnya suara (tekanan systole) dan saat berubah/hilangnya
suara (tekanan diastole) dideteksi secara elektronik. Hasil pengukuran langsung ditampilkan
pada peraga digital. sering kali alat ini memperagakan pula jumlah denyut jantung per menit.4. PENERAPAN FLUIDA DALAM KEPERAWATAN
Saudara-Saudara peserta PJJ yang berbahagia, ilmu fluida dalam keperawatan sangat
penting untuk memahami mekanisme terjadinya peningkatan tekanan darah pada penderita
hipertensi, baik tekanan darah sistol maupun diastol. Juga kita dapat memberikan
penjelasan tekanan darah pada bagian yang dekat jantung dengan daerah perifer
mempunyai perbedaan yang signifikan.
Pada tekanan sistolik seperti yang sudah Saudara pelajari dipengaruhi oleh volume
cairan darah, luas penampang pembuluh darah, kekentalan (viscositas) darah serta
kebutuhan tubuh akan suplai darah. Jadi jika volume cairan atau kekentalan meningkat akan
meningkatkan tekanan sistolik karena berbanding lurus dengan tekanan, sedangkan
diameter pembuluh darah semakin kecil maka tekanan sistolik semakin besar oleh karena
diameter berbanding terbalik dengan tekanan dalam suatu tabung.
5. MEKANISME PERNAPASAN
Saudara-Saudara peserta PJJ yang berbahagia, seperti yang sudah kita ketahui bersama
sepasang paru-paru rata-rata dapat menyimpan sekitar 6 liter udara, Tetapi hanya sebagian
kecil dari kapasitas ini digunakan selama bernafas normal, volume paru-paru seseorang
bergantung kepada perbedaan ukuran fisik paru-paru, berhubungan juga dengan kondisi
saat inspirasi dan ekspirasi, Nilai volume paru-paru bergantung pada usia dan tinggi dan
berat orang. Dalam menghitung kapasitas paru kita mengenal ada beberapa terminologi
sebagai berikut:
5.1 Total lung capacity (TLC) = 6 L. Volume udara yang tersimpan di paru-paru pada akhir
inspirasi maksimum
5.2 Vital capacity (VC) = 4.8 L. Jumlah udara yang dapat dikeluarkan dari paru-paru
setelah inspirasi maksimum
5.3 Tidal volume (TV) = 500 ml. Jumlah udara yang dihirup dan dikeluarkan selama
pernafasan normal
5.4 Residual volume (RV) = 1.2 L. Jumlah udara di dalam paru-paru setelah ekspirasi
maksimal
5.5 Expiratory reserve volume (ERV) = 1.2 L. Jumlah udara tambahan yang dapat
dikeluarkan setelah ekspirasi normal
5.6 Pada akkhir pernafasan normal, paru-paru mengandung residual volume ditambah
expiratory reserve volume, atau sekira 2.4 liter. Jika seseorang dapat mengeluarkan
udara sebanyak mungkin maka hanya volume residu 1,2 liter yang tersisa.
5.7 Inspiratory reserve volume (IRV) = 3.6 L. Tambahan udara yang masih dapat dihirup
setelah volume tidal masuk paru-paru
5.8 Functional residual capacity (ERV + RV) = 2.4 L. Jumlah udara dalam paru-paru
setelah volume tidal keluar.
5.9 Inspiratory capacity (IC) = Jumlah udara yang dapat dihirup setelah volume tidal
keluar 5.10 Anatomical dead volume (or dead space) = 150 mL. The volume of the conducting
airways.
Mekanisme pernafasan pada manusia disebut pernafasan Tidal. Pernafasan Tidal
artinya udara yang masuk dan keluar paru-paru melalui jalan yang sama. Kapasitas paru-paru
total bergantung pada usia, berat, jenis kelamin dan aktivitas fisik seseorang. Sebagai contoh
wanita mempunyai kapasitas paru-paru lebih rendah 20–25% dibandingkan laki-laki. Perokok
berat mempunyai kapasitas paru-paru lebih rendah dibanding bukan perokok. Kapasitas
paru-paru bergantung pula pada ketinggian. Seseorang yang lahir dan hidup di dataran
rendah mempunyai kapsitas yang lebih kecil dibanding orang yang hidup di dataran tinggi.
Hal ini disebabkan lapisan atmosfir mempunyai kerapatan yang kecil pada dataran tinggi,
sehingga volume udara yang sama mengandung sedikit molekul, termasuk oksigen. Paru-
paru akan tumbuh lebih besar agar dapat memproses udara lebih banyak. Seseorang yang
pergi dari dataran rendah ke dataran tinggi sering mengalami “sakit ketinggian, karena paru-
paru tidak dapat memproses oksigen yang cukup untuk kebutuhan tubuhnya. Tidal volume,
vital capacity, inspiratory capacity and expiratory reserve volume dapat diukur dengan
spirometer. Penentuan residual volume dapat dilakukan oleh radiographic planemetry, body
plethysmography, closed circuit dilution and nitrogen washout.
5.11 Ada empat elemen dasar pada tes fungsi paru-paru:
a. Tidal volume (TV): Volume udara pada seseorang normal ketika masuk dan
keluar.
b. Inspiratory reserve volume (IRV): Jumlah volume udara maksimum yang dapat
ditambahkan ke volume tidal.
c. Expiratory reserve volume (ERV): Volume udara maksimum yang dapat
dikeluarkan kembali setelah ekspirasi narmal.
d. Residual volume (RV): Jumlah udara yang selalu ada di dalam paru-paru dan tidak
pernah dikeluarkan. Jumlah udara yang tersisa di paru-paru setelah ekspirasi
maksimum.
5.12 Hasilnya dapat digunakan untuk membagi penyakit paru-paru ke dalam dua bagian
yaitu restrictive diseases (volume paru-paru menurun), dan obstructive diseases
(volume paru-paru normal, tetapi kecepatan aliran udara terganggu)
5.13 Dari volume ini sejumlah kapasitas paru-paru dapat dihitung:
Total lung capacity (TLC): Volume paru-paru total (volume total udara dalam paru-paru
setelah inspirasi maksimum)
TLC = IRV + TV + ERV + RV
Functional residual capacity (FRC): Jumlah udara yang tersisa di paru-paru selama
pernafasan normal.
FRC = ERV + RV
5.14 Respiratory quotient = RQ = Kecepatan produksi CO2/Kecepatan konsumsi O2. RQ
dapat berbeda pada kondisi diet dan exercise, Pada kondisi normal RQ = 0.8.
5.15 Tekanan rata-rata gas oksigen pada manusia ketika istirahat adalah:
Outside air = 160 torr (mm Hg)
Alveolar air = 105 torr
Arteriole blood = 100 torr
Venous blood = 40 torr
Cells << 40 torr