Berlari - Biologi, Kimia, Fisika

Kamu telah sering mendengar atau mengucapkan kata energi. Tetapi, tahukan kamu apa sebenarnya energi itu? Untuk memahami lebih lanjut mengenai energi, mari kita pelajari uraian berikut!

Pernahkam kamu berjalan menuju suatu tempat, misalnya dari kelas ini menuju kantin?. Ketika kamu berjalan kamu mengeluarkan tenaga. Otot-otot tubuhmu mengubah energi kimia yang diperoleh dari makanan menjadi energi otot yang digunakan untuk bergerak. Berapa lama kamu dapat bertahan berjalan? Tentu ada batasnya bukan? Kamu tidak mungkin berjalan terus-menerus tanpa istirahat. Kamu pasti lelah. Otot-otot tubuhmu tidak dapat lagi memberikan energi untuk bergerak. Pada saat itu kamu membutuhkan istirahat, makan, dan minum untuk mengganti energi dalam tubuhmu.

Dari contoh di atas, dapatkah kamu menjelaskan apa sebenarnya energi itu?

energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

           

Ketika kalian sedang berada dikantin kemudian terdengar bel berbunyi. Apa yang kalian lakukan? Kalian akan berjalan terburu-buru atau berlari menuju ke kelas. Bandingkan ketika sebelum berlari dan sesudah berlari. Ketika sebelum berlari kalian bernafas normal sedangkan ketika sesudah berlari pasti akan tersengal-sengal.

Kita tentu telah mengetahui bahwa salah satu ciri makhluk hidup adalah bernapas. Tahukah kamu apakah fungsi bernapas? Fungsi bernapas adalah memasukkan oksigen dari udara yang akan digunakan untuk mengoksidasi makanan serta mengeluarkan sisa hasil oksidasi, yaitu karbondioksida. Proses bernapas disebut juga proses respirasi.

Fungsi bernapas adalah memasukkan oksigen dari udara yang akan digunakan untuk mengoksidasi makanan serta mengeluarkan sisa hasil oksidasi, yaitu karbondioksida.

Nah, karbon dioksida ini kemudian dikeluarkan oleh tubuh melalui organ pernapasan juga. Oleh karena itu, di dalam bernapas, terdapat kegiatan menarik dan membuang napas. Aktivitas pernapasan melibatkan beberapa organ. Ketika sebelum berlari kita bernafas normal yaitu melalui Hidung – Faring – Tenggorokan – trakea- bronkus – bronkiolus – paru-paru. Tetapi ketika kita berlari kta membutuhkan  jumlah oksigen yang besar sehingga bernapas melalui mulut karena pada pangkal rongga mulut selain terdapat saluran cerna juga ada cabang menuju saluran napas yang disebut tenggorokan.

Sebenarnya mulut hanyalah alat pernapasan darurat pada saat hidung tidak bisa melakukan pernapasan dengan baik, misalnya pada saat hidung tersumbat. Di dalam hidung terdapat rambut-rambut yang berguna untuk menyaring kotoran yang masuk bersama udara pernapasan sehingga udara yang masuk ke dalam paru-paru relatif bersih. Berbeda apabila kamu bernapas menggunakan mulut, udara pernapasan yang masuk tidak akan tersaring dengan baik. Lagi pula saluran pernapasan yang efektif adalah melalui rongga hidung. Hidung, merupakan muara keluar-masuknya udara pernapasan. Di dalam hidung, udara mengalami beberapa perlakuan sebagai berikut:

1. Udara yang masuk ke hidung akan disaring dulu oleh rambut hidung, sehingga debu dan partikel kotoran tidak masuk ke dalam paru-paru.
2. Udara dihangatkan oleh kapiler darah yang ada di dalam hidung, sehingga suhunya sesuai dengan suhu tubuh.
3. Udara dilembapkan oleh lapisan lendir yang ada di dalam rongga hidung.

Kalian bernafas setiap hari tanpa berhenti. Tapi tahukah kalian proses yang terjadi dalam pernafasan?. Dari organ pernafasan proses masuk (inspirasi) dan keluarnya udara (ekspirasi) pada pernapasan berkaitan erat dengan perbedaan volume dan tekanan udara. Proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh kerja otot-otot diafragma dan otot-otot antartulang rusuk.

Mekanisme  pernafasan dapat dibagi menjadi:

1. Pernafasan Dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Otot antartulang rusuk luar berperan mengangkat tulang rusuk, sedangkan otot antartulang rusuk dalam berperan menurunkan tulang rusuk ke posisi semula.

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk

Mekanisme pernafasan dada dibedakan sebagi berikut:

a. Fase inspirasi

Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar. Akibatnya, tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

b. Fase ekspirasi

Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antartulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

2. Pernafasan Perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada.

Mekanisme pernafasan perut dibedakan sebagai berikut:

a. Fase inspirasi

Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar. Akibatnya, rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.

b. Fase ekspirasi

Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar. Akibatnya, udara keluar dari paru – paru

Proses diatas merupakan proses pernafasan secara biologis yang menjelaskan bagaimana oksigen masuk ke paru-paru kemudian paru-paru mengeluarkan karbondioksida. Mengapa proses ini terjadi? Jika yang masuk paru-paru adalah oksigen lalu mengapa yang keluar adalah karbondioksida?

Dalam prosis pernafasan, selain terjadi proses biologis juga terjadi proses kimiawi. Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia antara lain:

• Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2
• Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2
• Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb +
• Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

Proses kimiawi merupakan proses perubahan kimia. perubahan kimia yang terjadi pada materi atau zat disebut juga reaksi kimia. Dalam reaksi kimia, selalu terjadi perubahan yang menghasilkan zat baru, yang sifat-sifatnya berbeda dari zat sebelumnya.

Reaksi kimia terjadi dalam kehidupan sehari-hari, contohnya ketika kamu membuat api unggun dengan membakar kayu kering. Apa yang terjadi pada kayu setelah terbakar? Kayu kering yang dibakar akan menghasilkan abu, bau dan asap. Kayu dan abu merupakan dua jenis zat yang sama sekali berbeda. Zat-zat hasil pembakaran tersebut tidak dapat dikembalikan lagi menjadi kayu tetapi menghasilkan zat baru yang sifatnya berbeda dengan zat asalnya, Hal ini disebabkan susunan materinya mengalami perubahan setelah mengalami pembakaran.

Pada materi perubahan bentuk energi telah disebutkan bahwa energi tidak hilang atau habis, namun mengalami perubahan menjadi bentuk energi lain. Energi juga tidak dapat dimunculkan tanpa menimbulkan perubahan bentuk energi lainnya. Banyaknya energi yang berubah menjadi bentuk energi lain sama dengan banyaknya energi yang berkurang sehingga total energi dalam sistem tersebut adalah tetap.

energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk menjadi bentuk energi lain. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi.

Sebagai contoh, Kamu tidak dapat berjalan  terus-menerus tanpa istirahat, makan, dan minum karena energi kimia dalam tubuhmu yang diperoleh dari makanan akan habis, dikarenakan energi kimia dalam tubuhmu telah dimanfaatkan tubuhmu untuk bergerak dan sisanya keluar dalam bentuk Energi panas, itulah kenapa ketika setelah berlari dari kantin ataupun olahraga tubuh kita terasa panas dikarenakan sebagaian energi yang ada dalam tubuh kita dilepaskan dalam bentuk panas

Pada reaksi kimia, ada dua komponen yang terlibat dalam suatu reaksi kimia, yakni zat-zat sebelum reaksi dan zat-zat setelah reaksi. Seperti pada bernafas, oksigen adalah zat yang bereaksi sedangkan karbondioksida adalah hasil reaksi. Zat pereaksi (reaktan) letaknya di sebelah kiri tanda anak panah, sedangkan zat hasil (produk) terletak di sebelah kanan (tanda anak panah). Hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut: 

Pereaksi + pereaksi → hasil reaksi atau Reaktan + reaktan → produk

Zat–zat yang bereaksi disebut pereaksi (reaktan)

zat-zat yang dihasilkan disebut hasil reaksi (produk).

Reaksi kimia dituliskan dengan menggunakan lambang unsur. Perhatikan reaksi merkuri oksida yang menghasilkan merkuri dan oksigen berikut.

HgO → Hg + O₂

Artinya “Molekul HgO yang terdiri dari satu atom merkuri (Hg) ditambah (+) satu atom oksigen (O), menghasilkan (→) satu molekul yang terdiri dari satu atom merkuri (Hg) ditambah satu molekul yang terdiri dari dua atom oksigen (O₂)”.

Persamaan kimia adalah gabungan lambang yang menunjukkan suatu reaksi kimia

Ketika terjadi reaksi kimia, terdapat perubahan-perubahan yang dapat kita amati. Perubahan-perbahan tersebut misalnya menimbulkann perubahan menimbulkann perubahan suhu dan juga menimbulkann gas.

1. Reaksi Kimia dapat Menimbulkan Perubahan Suhu

Pada saat berlari, tubuh kirta menjadi terasa panas dan berkeringat. Bagaimana ini bisa terjadi? Ketik berlari terjadi pembakaran zat kimia dari makanan yang kamu makan dan minuman yang kamu minum dengan bantuan oksigen hasil pernafasan sehingga tubuh terasa panas dan terjadi kenaikan suhu. Reaksi ini disebut reaksi eksoterm.

Reaksi Eksoterm adalah reaksi kimia yang menghasilkan panas atau menimbulkan kenaikan suhu

Reaksi Endoderm adalah reaksi kimia yang membutuhkan panas atau menimbulkan penurunan suhu

2. Reaksi Kimia dapat Menimbulkan Gas

Ketika bernafas, tubuh kita melakuakan reaksi kimia sehingga terjadi perubahan yakni ketika bernafas menghirup oksigen dan mengeluarkan karbondioksida. Untuk menguji jenis gas yang terbentuk dalam reaksi kimia dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain seperti berikut.

a. Uji Karbon Dioksida

Uji karbon dioksida (CO₂) dapat dilakukan dengan mengalirkan gas pada air kapur atau kalsium hidroksida (Ca(OH)₂). Jika gas tersebut karbon dioksida (CO₂) maka air kapur yang semula jernih menjadi keruh dan terbentuk endapan putih kalsium karbonat (CaCO₃).

b. Uji Oksigen

Uji oksigen dapat dilakukan dengan mendekatkan lidi yang membara di mulut tabung tempat reaksi. Bila bara makin besar berarti gas tersebut adalah gas oksigen, tetapi jika bara padam berarti gas yang dihasilkan adalah karbon dioksida.

c. Uji Hidrogen

Uji hidrogen dilakukan dengan mendekatkan lidi yang menyala di dekat mulut tabung tempat reaksi. Jika terbentuk gas hidrogen maka akan terjadi letupan-letupan kecil