BAB 7 �TEKANAN ZAT DAN PENERAPANNYA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

A. TEKANAN PADA ZAT PADAT

B. TEKANAN PADA GAS (TEKANAN UDARA)

• Mengukur Tekanan Udara
• Tekanan Udara dan Ketinggian Tempat
• Tekanan Udara dalam Ruang Tertutup
• Hukum Boyle

1. MENGUKUR TEKANAN UDARA

Tekanan udara pertama kali diselidiki oleh Evangelista Torricelli pada tahun 1643.

76 cmHg = 1 atmosfer = 100.000 Pascal

2. TEKANAN UDARA DAN KETINGGIAN TEMPAT

Dirumuskan:

h = (760 – x) . 10

Keterangan:

h : ketinggian suatu tempat (m)

x : tekanan tempat tersebut (mmHg)

​

​

​

​

Alat pengukur tekangan adalah Barometer.

• Barometer air raksa
• Barometer air
• Barometer aeroid (logam)

​

​

​

​

​

• Dalam kehidupan sehari-hari, tekanan udara dapat dimanfaatkan dalam berbagai kegiatan, di antaranya sebagai berikut.
• Penggunaan alat penyedot minuman.
• Pembuatan lubang pada kaleng susu kental dibuat lebih dari satu.
• Pengisap udara dari karet.
• Kompresor.

3. TEKANAN UDARA DALAM RUANG TERTUTUP

4. HUKUM BOYLE

C. TEKANAN PADA ZAT CAIR

Sifat-sifat tekanan zat cair pada dinding tabung antara lain sebagai berikut.

a. Zat cair menekan ke segala arah.

b. Semakin dalam letak suatu titik dari permukaan zat cair, tekanannya semakin besar.

c. Tekanan zat cair tidak tergantung pada bentuk wadahnya, melainkan tergantung pada kedalaman dari permukaan zat cair.

d. Tekanan zat cair bergantung pada massa jenis zat cair. Berikut ini akan kita pelajari hal-hal yang berkaitan dengan tekanan pada zat cair.

​

​

​

1. TEKANAN HIDROSTATIS

2. HUKUM ARCHIMEDES

• Konsep gaya Archimedes berlaku untuk semua zat yang dapat mengalir (zat alir atau fluida).
• Dengan demikian, konsep gaya Archimedes juga berlaku di udara.
• Dengan memerhatikan hukum Archimedes maka tidaklah mengherankan jika balon udara dapat melayang di udara dan kapal selam dapat menyelam dalam air.
• Selain balon udara dan kapal selam, masih banyak peralatan lain yang menggunakan prinsip gaya Archimedes, antara lain:

1) jembatan ponton,

2) kapal,

3) pesawat terbang,

4) tank amfibi,

5) pesawat amfibi, dan

6) hidrometer.

​

3. HUKUM PASCAL

• hukum Pascal, yang berbunyi “perubahan tekanan yang diberikan pada fluida akan ditransmisikan seluruhnya terhadap setiap titik dalam fluida dan terhadap dinding wadah”. Artinya, tekanan yang diberikan pada fluida dalam suatu ruang tertutup akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah dan sama besar.
• Pada Gambar di samping terlihat bahwa tekanan yang diberikan pada piston bejana sebelah kiri akan menyebabkan tekanan diteruskan oleh zat cair ke segala arah, termasuk ke dinding bejana dan piston sebelah kanan. Oleh karena dinding bejana cenderung kaku, maka akibatnya piston sebelah kanan mendapatkan tambahan tekanan yang ditimbulkan oleh piston sebelah kiri. Tekanan pada penampang piston sebelah kiri nilainya sama dengan tekanan pada penampang piston sebelah kanan.

4. TEKANAN PADA DARAH

• Tekanan yang timbul oleh sirkulasi darah pada dinding pembuluh darah disebut tekanan darah.
• Terdapat dua macam tekanan darah, yaitu tekanan sistol dan tekanan diastol.
• Tekanan sistol adalah tekanan darah pada dinding pembuluh nadi saat jantung berkontraksi, sedangkan tekanan diastol adalah tekanan darah pada pembuluh nadi saat jantung relaksasi.
• Normal tidaknya kerja jantung dapat dideteksi dari tekanan darahnya. Tekanan darah diukur dari frekuensi sistole dan diastolenya.
• Pada kondisi normal, tekanan darah (sistole /diastole) kita adalah sekitar 120/80 mmHg.
• Pengukuran tekanan darah dilakukan dengan menggunakan spigmomanometer yang dilengkapi dengan stetoskop.
• tekanan darah (denyut jantung) tersebut dapat didekati dari frekuensi denyut nadinya.
• Setiap menit jantung mampu berdenyut kurang lebih 70 kali.
• Dalam setiap denyutan, jantung mampu memompa darah dari bilik jantung paling tidak sebanyak 80 cc darah artinya kemampuan jantung memompa darah pada tiap menitnya sama dengan 5,6 liter darah.
• Frekuensi denyut jantung ini dipengaruhi oleh umur, jenis kelamin, posisi tubuh, terlatihnya jasmani seseorang, dan penyakit jantung.

• Ketika jantung memompa darah (berkontraksi) akan menimbulkan tekanan, sedangkan pada saat jantung mengendor (relaksasi) menyebabkan darah kembali ke jantung lagi.
• Tekanan maksimal kontraksi otot bilik jantung disebut sistolik ventrikel, dan tekanan terendah ketika darah kembali ke jantung disebut tekanan diastolic.
• Misalnya tekanan sistolik ventrikel 120 mmHg artinya tekanan tersebut akan mendorong darah ke dalam aorta, dan menimbulkan tekanan terhadap dinding aorta sebesar 120 mmHg.
• Umumnya tekanan diastolic manusia dewasa muda ialah 80 mmHg maka tekanan darah seseorang bisa ditulis 120/80 mmHg.
• Besarnya tekanan darah seseorang ini dapat diukur dengan alat tensimeter atau sphygmomanometer.
• Tekanan darah merujuk kepada tekanan yang dialami darah pada pembuluh arteri darah ketika darah di pompa oleh jantung ke seluruh anggota tubuh manusia.
• Tekanan darah dibuat dengan mengambil dua ukuran dan biasanya diukur seperti berikut - 120 /80 mmHg.
• Nomor atas (120) menunjukkan tekanan ke atas pembuluh arteri akibat denyutan jantung , dan disebut tekanan sistole.
• Nomor bawah (80) menunjukkan tekanan saat jantung beristirahat di antara pemompaan, dan disebut tekanan diastole.
• Saat yang paling baik untuk mengukur tekanan darah adalah saat Anda istirahat dan dalam keadaan duduk atau berbaring.

KLASIFIKASI TEKANAN DARAH PADA ORANG DEWASA MENURUT JNC VII

NILAI TEKANAN DARAH NORMAL (MMHG)

1) HUBUNGAN JENIS AKTIVITAS SESEORANG DENGAN TEKANAN DARAH SISTOL, DIASTOLE DAN PULSE

• Semakin banyak energi yang dikeluarkan oleh seseorang untuk beraktivitas, biasanya tekanan darahnya semakin tinggi.
• Tekanan darah sistolik meningkat berbanding lurus dengan kenaikan intensitas latihan yang besarnya kurang lebih 120 mmHg pada waktu istirahat sampai 200 mmHg atau lebih pada suatu titik latihan yang melelahkan.
• Kenaikan tekanan sistolik ini merupakan akibat langsung dari kenaikan volume tiap menit yang disebabkan peningkatan kapasitas aktivitas tubuh.
• Sedangkan tekanan darah diastolic yang meningkat sampai 10 mmHg atau lebih dianggap tidak normal maka latihan harus dihentikan.

2) ALIRAN DARAH

• Aorta sangat besar untuk perbedaan tekanan hanya 3 mm yang dibutuhkan untuk memelihara aliran darah normal.
• Jika tekanan darah sebesar 100 mmHg saat darah memasuki aorta,tekanannya akan berkurang menjadi 97 mmHg saat darah memasukiarteri utama.
• Karena pembuluh ini memiliki diameter yang jauh lebih kecil daripada aorta, maka tekanan akan menurun sebesar 17 mmHg,yang dibutuhkan untuk memelihara aliran darahnya.
• Oleh karena itu tekanannya hanya 85mmHg saat darah memasuki arteri yang lebih kecil.
• Pembuluh ini masih memiliki diameter yang lebh kecil,sehingga tekanan menurun 55mmHg,yang dibutuhkan untuk memeilhara aliran darah tetap stabil.
• Akhirnya ada penurunan yang lebih jauh,yaitu menjadi 20 mmHg saat darah melewati kapiler-kapiler.
• Dengan begitu tekanan darah menurun hingga 10 mmHg saat mencapai urat-urat(pembuluh Vena).
• Efek dari tekanan darah tinggi adalh menyebabkan jantung bekerja lebih keras daripada biasanya.
• Kuatnya arus P yang keluar dari jantung adalah usaha yang dikerjakan oleh jantung dibagi waktu dalam memompa darah tersebut. Sama engan besarnya gaya F yang dikerjakan jantung dikali jarak darah bergerak dalam 1 detik.

• Rata-rata tekanan darah normal orang dewasa adalah 100 mmHg = 1.3 x 104 N/m²,jadi

P = (1.3 x 104 N/m²)(0.83 x 10^-4 m³/s)

= 1.1 Nm/s = 1.1 J/s = 1.1 w

• Dengan begitu,daya keluaran normal dari jantung sebesar 1 w atau hanya 1 % dari daya yang dikerjakan oleh tubuh.

​

3) PENGATURAN TEKANAN DARAH

• Pengaturan tekanan darah arteri rata-rata dilakukan dengan mengontrol:
• Curah jantung
• Resistensi perifer total
• Volume darah
• Pengaturan tekanan darah jangka pendek dilakukan oleh pusat pengontrolan tekanan darah di medula oblongata melalui refleks baroreseptor. Pengaturan tekanan darah jangka panjang melibatkan sistem perkemihan.
• Meningkatnya tekanan darah di dalam arteri bisa terjadi melalui beberapa cara:
• Jantung memompa lebih kuat sehingga mengalirkan lebih banyak cairan pada setiap detiknya
• Arteri besar kehilangan kelenturannya dan menjadi kaku, sehingga mereka tidak dapat mengembang pada saat jantung memompa darah melalui arteri tersebut. Karena itu darah pada setiap denyut jantung dipaksa untuk melalui pembuluh yang sempit daripada biasanya dan menyebabkan naiknya tekanan. Inilah yang terjadi pada usia lanjut, dimana dinding arterinya telah menebal dan kaku karena arteriosklerosis. Dengan cara yang sama, tekanan darah juga meningkat pada saat terjadi "vasokonstriksi", yaitu jika arteri kecil (arteriola) untuk sementara waktu mengkerut karena perangsangan saraf atau hormon di dalam darah
• Bertambahnya cairan dalam sirkulasi bisa menyebabkan meningkatnya tekanan darah. Hal ini terjadi jika terdapat kelainan fungsi ginjal sehingga tidak mampu membuang sejumlah garam dan air dari dalam tubuh. Volume darah dalam tubuh meningkat, sehingga tekanan darah juga meningkat. Sebaliknya, jika aktivitas memompa jantung berkurang, arteri mengalami pelebaran, dan banyak cairan keluar dari sirkulasi, Maka tekanan darah akan menurun atau menjadi lebih kecil.

4) KADAR GARAM DALAM DARAH

• Berkurangnya kadar garam yang bersifat menyerap atau menahan air ini akan meringankan kerja jantung dalam memompa darah, sehingga tekanan darah akan menurun.
• Tingginya kadar garam di dalam cairan tubuh akan mempengaruhi fungsi organ tubuh yang lain atau otak. Kadar garam yang berlebihan menyebabkan melebarnya pembuluh darah.
• Kondisi fatal adalah pecahnya pembuluh darah, dan terjadilah stroke," ujar MacGregor.
• Lebih lanjut dia mengungkapkan, ketika level sodium terlalu tinggi tubuh akan menahan terlalu banyak volume cairan di dalam tubuh yang terus meningkat
• Dalam keadaan yang sama, tingginya kadar garam di dalam saluran tubuh juga akan menekan jantung, dan meningkatkan risiko serangan jantung koroner.
• Untuk itu, sudah saatnya bagi para ibu rumah tangga yang menyiapkan masakan di rumah agar lebih memperhatikan penggunaan garam.
• Karena kandungan garam yang sama, belum tentu akan diproses sama oleh masing-masing anggota keluarga.
• Pada orang dewasa, akan sangat dimungkinkan untuk mengeluarkan garam di dalam tubuh melalui ginjal dan dikeluarkan dalam bentuk urine.

6) KELAINAN PADA JANTUNG YANG BERHUBUGAN DENGAN TEKANAN DARAH�

1. Hipertensi (tekanan darah tinggi ) merupakan keadaan tekanan darah seseorang melebihi tekanan darah normal. Tekanan darah orang dewasa muda 120/80 mmHg. Tekanan darah melebihi 140/90 mmHg dianggap hipertensi. Hipertensi dapat mengakibatkan pecahnya pembuluh darah di otak, arteri koroner, dan organ –organ vital lainnya. Penyebab hipertensi yang umum adalah sklerosis
2. Hipotensi (tekanan darah rendah ) merupakan suatu keadaan tekanan darah seseorang yang kurang dari tekanan darah normal. Tekanan dibawah 90/80 mmHg dianggap hipotensi

​

5. TRANSPORTASI AIR PADA TUMBUHAN

• Jaringan xylem memiliki dua fungsi dalam tanaman. Fungsi pertama adalah untuk mengangkut air dan juga mineral-mineral dari dalam tanah ke batang dan juga daun-daun. Fungsi kedua xylem adalah untuk menyangga tanaman itu sendiri sehingga ia tidak mudah jatuh atau roboh.
• Xylem sebenarnya berbentuk kolom-kolom panjang yang bagian tengahnya kosong.
• Kolom berbentuk tabung ini terdapat dari akar tanaman sampai ke daun-daun tanaman walaupun mereka sangatlah tipis
• Xylem dan floem hanya dapat diteliti melalu mikroskop.
• Bagian tengah kolom ini merupakan bagian yang berkelanjutan dan tidak pernah putus walaupun tanaman itu memiliki banyak cabang.
• Untuk menguatkan xylem, di dinding kolom-kolom ini terdapat zat bernama lignin. Tabung-tabung xylem yang kosong dan berkelanjutan ini memudahkan tugas xylem untuk mengangkut air dan juga mineral-mineral sehingga tidak ada dari mereka yang tersangkut pada bagian-bagian sel tertentu (protoplasm).
• Kehadiran lignin juga menguatkan tanaman agar ia tidak mudah roboh dan dapat berdiri tegak.

• Jaringan kedua yang berperan penting dalam proses pengangkutan dalam tanaman ialah floem.
• Floem mengangkut gula sukrosa dan juga asam amino dari organ-organ tumbuhan yang berwarna hijau, terutama sekali daun, ke bagian-bagian lain dalam tumbuhan.
• Berbeda dari xylem, floem memiliki sel-sel yang bernama sieve tube sel, dan transportasi gula sukrosa dan asam amino dapat dilakukan melalui difusi dan juga aktif transport dari sel ke sel dalam floem.
• Makanan-makanan ini dapat menjangkau organ-organ tanaman dalam waktu yang sangat singkat agar mereka bisa melakukan respirasi dan berkembang.
• Pengangkutan air dan garam - garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel - sel akar.
• Pengangkutan ini dilakukan diluar berkas pembuluh, sehingga disebut sebagai mekanisme pengangkutan ekstravaskuler. kedua , air dan mineral diserap oleh akar.
• Selanjutnya diangkut dalam berkas pembuluh yaitu pada pembuluh kayu (xilem), sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler. 
• Air dan garam mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xilem sampai pucuk tumbuhan.

1) PENGANGKUTAN EKSTRAVASKULER

• Pengangkutan Apoplas

Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin yang dikenal sebagai pita kaspari. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah.

​

• Pengangkutan Simplas

Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini , menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel - sel bulu akar menuju sel - sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. dari sini , air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun.

2) PENGANGKUTAN INTRAVASKULER

• Setelah melewati sel - sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem) dan selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun.
• Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel - sel trakea.
• Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler.
• Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel - sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan).
• Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem.

• Pengangkutan air pada tumbuhan dipengaruhi oleh:
• Daya Hisap Daun (Tarikan Transpirasi)
• Kapilaritas Batang
• Tekanan Akar

DAYA HISAP DAUN (TARIKAN TRANSPIRASI)

• Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata ) yang dikenal sebagai proses transpirasi.
• Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun.
• Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan.
• Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yang berhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan.
• Faktor yang mempengaruhi proses kecepatan transparasi uap air dari daun, yaitu:
• Temperatur udara, makin tinggi temperature , kecepatan transprasi akan semakin tinggi.
• Instensitas cahaya matahari, semakin tinggi intesitas cahaya matahari yang diterima daun, maka kecepatan transpirasi akan semakin tinggi.
• Kelembaban udara
• Kandungan air tanah.
• Di samping itu, transpirasi juga dipengaruhi oleh faktor dalam tumbuhan di antaranya adalah banyaknya pembuluh, ukuran sel jaringan pengangkut, jumlah, dan ukuran stomata.

KAPILARITAS BATANG

• Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler.
• Pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas.
• Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem.
• Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan.

TEKANAN AKAR

• Akar tumbuhan menyerap air dan garam mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion – ion mineral ke dalam xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar tersebut membantu mencegah kebocoran ion - ion ini keluar dari stele.
• Akumulasi mineral di dalam stele akan menurunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun.
• Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil.

3) PENGANGKUTAN HASIL FOTOSINTESIS

• Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi.
• Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya.
• Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis).
• Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa.
• Di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon, berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh xylem yang berjalan satu arah dari akar kedaun, pengengkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya.
• Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan didalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlaianan.
• Untuk masing – masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut.

SEKIAN