TERMODINAMIKA

Penerapan Fisika "Metabolisme Manusia dan Hukum Termodinamika Pertama"

Manusia dan hewan melakukan kerja. kerja dilakukan ketika seseorang berjalan atau berlari, atau mengangkat benda dengan berat. kerja membutuhkan energi. energi juga dibutuhkan untuk pertumbuhan  untuk membuat sel-sel baru, dan untuk menggantikan sel-sel lama yang telah mati. banyak proses perubahan energi yang terjadi dalam satu organisme, dan proses ini disebut sebagai metabolisme.
kita dapat menerapkan hukum pertama termodinamika :


,untuk semua organisme,

katakanlah tubuh manusia. kerja W dilakukan oleh tubuh dalam berbagai kegiatannya, dan jika hasilnya tidak berupa penurunan enrgi dalam tubuh (dan temperatur), energi dengan suatu cara harus ditambahkan untuk mengimbangi. bagaimanapun, energi dalam tubuh tidak dipertahankan oleh aliran kalor Q ke dalam tubuh. biasanya, temperatur tubuh lebih tinggi dari lingkungannya, sehingga kalor biasanya mengalir keluar tubuh. bahkan pada  hari yang sangat panas ketika kalor diserap, tubuh tidak menggunakan kalor ini untuk menunjang proses vitalnya. dengan demikian apa yang menjadi sumber energi? yang menjadi sumber energi adalah energi dalam (energi potensial kimia) yang tersimpan di makanan. sekarang pada sistem tertutup, energi dalam berubah hanya sebagai hasil aliran kalor atau kerja yang dilakukan. pada sistem terbuka, energi dalam itu sendiri dapat mengalir kedalam atau keluar sistem. ketika kita menyantap makanan, kita membawa energi dalam langsung kedalam tubuh kita, yang kemudian menaikkan energi dalam total U pada tubuh. eergi ini akhirnya dipakai untuk kerja dan aliran kalor dari tubuh menurut hukum pertama Termodinamika.
kecepatan metabolisme adalah kecepatan dimana energi dalam diubah didalam tubuh. kecepatan ini biasanya dinyatakan dalam kkal/jam atau dalam watt. kecepatan metabolisme tidur 70 watt, duudk tegak 115 watt, kegiatan ringan (makan,berpakaian,pekerjaan rumah tangga) 230 watt, berlari 15 km/jam 1150 watt. untuk orang dewasa dengan masa rata-rata 65 kg. 

Sumber : Giancoli.C.Douglas.2001.Fisika edisi kelima jilid 1.jakarta:Erlangga