Cikgu Nurul's Blog

Blog Pembelajaran Sains PMR

Print

Assalamualaikum wbt and Salam semua,


Dah lama juga cikgu berehat dr menjenguk laman sendiri. Biasala awal2 taun ni, byk perkara yang perlu di’settle’kan.

Seperti tahun2 sebelumnya, ckg masih diberi 4 kls tingkatan 3. Cuma kali ini, 1 kelas tingkatan 4 (tahun lepas) telah ditukar menjadi 2 kelas komputer. Eish, dah lame benor nak ngajar tingkatan 2. tak dapat-dapat smpi skrg!


Sehingga kini, ckg hanya belum pernah ajar tingkatan 6 jer! Walaubagaimanapun, tak lama lagi mungkin akan berlaku perubahan jadual waktu. Ini memandangkan berlakunya perubahan ketara kepada rakan-rakan setugas yang datang dan pergi. Tak tau la dapat ke idak science form 2 ni.


Ok ler… berbalik kpd topik utama posting ni!!...


Topik ni adalah antara perkara yg ada dalam tajuk pertama tingkatan 3 – Respiration. Tapi, di sini, cikgu cuma nak highlight kat proses tarik nafas (inhalation) dan hembus nafas (exhalation) dahulu.


Bagi mengelakkan anda dpd keliru dengan istilah-istilah yg digunakan, cikgu akan gunakan warna biru mewakili perkataan dalam bahasa inggeris. Lagipun, anda mungkin sudah tidak biasa dengan penggunaan istilah dalam bahasa melayu.


Air Pressure


Sebelum memahami lebih lanjut bagaimana ia berlaku, para pelajar perlu faham akan konsep ‘tekanan udara’/ ‘Air Pressure’. Ini kerana ia sememangnya berkait rapat dengan inhalation and exhalation.


Air pressure” yg berlaku sebenarnya menunjukkan sejauh mana kuatnya zarah-zarah udara di dalam sesuatu bekas itu menghentam dinding bekas. Semakin banyak hentaman, dikatakan semakin tinggi “air pressure”. Begitu juga sebaliknya, jika semakin kurang hentaman zarah ke atas dinding bekas, semakin rendah “air pressure”.


Kekuatan hentaman ini sebenarnya dipengaruhi oleh beberapa faktor. Antaranya ialah suhu dan juga isipadu udara tersebut. Jangan keliru ya! Sebenarnya ada lagi faktor-faktor lain, tetapi cikgu hanya akan membincangkan 2 contoh ini sahaja.


Pertama: suhu yg tinggi akan menyebabkan semakin cepat pergerakan zarah. Oleh itu, semakin kuatlah pula ia menghentam dinding bekas. Kerana itulah juga, kita katakan “suhu yang tinggi boleh meningkatkan tekanan udara”.


Yang kedua: jika isipadu udara dibesarkan, semakin kuranglah pula ia menghentam dinding bekasnya (jarak antara zarah dengan dinding sudah semakin jauh), oleh itu kadar menghentam dinding bekas menjadi rendah yang dikenali sebagai “tekanan udara rendah”.




Kesimpulannya, semakin besar isipadu bekas, semakin rendah tekanan udara di dalamnya. Begitu juga sebaliknya: semakin kecil isipadu bekas, semakin tinggi tekanan udara di dalamnya.


The higher the volume of the container, the lower its air pressure. The lower the volume of the container, the higher the air pressure in it


Tanamkan dalam minda anda, pernyataan di atas ini. Jika anda tidak dapat memahami konsep di atas, anda akan sukar pula memahami pelajaran yg berikutnya.


Jika bekas yg dibesarkan itu dibocorkan, udara dari luar (yg mempunyai tekanan udara lebih tinggi dpd udara di dlm bekas) akan berpusu-pusu masuk ke dalam bekas tersebut sehingga tekanan udara di dalam bekas menjadi sama dengan tekanan udara di luar bekas.


Jika bekas yg dikecilkan itu dibocorkan pula, udara dari dalam bekas (yg bertekanan udara tinggi) akan berpusu-pusu keluar dari bekas itu (iaitu pergi ke kawasan yg bertekanan udara lebih rendah dpd tempat asalnya). Keadaan ini akan berterusan sehingga tekanan udara di luar dan di dalam bekas menjadi sama.


Oleh itu, konsep kedua yg perlu ditanam dalam minda anda ialah:


“udara dari zon bertekanan tinggi akan berusaha pergi ke zon bertekanan rendah jika mempunyai peluang.”


Konsep ini boleh dilihat apabila kita menggerakkan omboh picagari masuk atau keluar dari bekasnya. Contohnya, jika kita cuba menekan omboh ke dalam, kita akan dapati omboh itu seolah-olah ditolak keluar oleh sesuatu yg ada di dlm picagari itu. Namun, apabila kita menarik omboh ke atas, kita dapat merasai seolah-olah ia ditolak ke dalam oleh sesuatu dari luar. Daya yg dihasilkan oleh “sesuatu” ini sebenarnya adalah tekanan udara dari dalam atau luar yg lebih tinggi.


Breathing mechanism


Sekarang, cikgu akan terangkan pula proses pernafasan ini yg melibatkan konsep air pressure.


Untuk memudahkan pemahaman, eksperimen menggunakan balang gas berisi tiub Y berbelon adalah paling sesuai sebagai analogi (perumpamaan) bagi cara paru-paru kita bekerja.


Paru-paru kita sebenarnya dilingkungi oleh suatu rongga yang dikenali sebagai “thoracic cavity”. Ia umpama beg kedap udara yang menempatkan kedua-dua paru-paru dan jantung.





Daripada gambarajah di atas, ruang kelabu itulah merupakan “thoracic cavity”. Udara di dalamnya tidak bercampur dengan udara di dalam belon (mewakili peparu). Malah udara di dalamnya juga tidak dapat keluar dan udara dari luar juga tidak boleh masuk! Ini bermakna kandungan zarah udara di dalamnya akan sentiasa sama. Namun isipadunya boleh berubah-ubah bergantung kepada kedudukan rubber sheet di bawahnya.


Apabila getah di tarik ke bawah


Apabila ruangnya diperbesarkan (dengan cara menarik getah ke bawah), isipadu udara di dalamnya akan bertambah.


Dengan kata lain, zarah-zarah yang ada di dalam “thoracic cavity” itu telah mempunyai ruang yang cukup luas untuk bergerak. Ia juga mulai kurang menghentam seluruh dinding bekas tersebut. Keadaan inilah yang menyebabkan ia bertekanan udara rendah (lower air pressure) berbanding tekanan udara yg ada di luar bekas.


Hasilnya, udara dari luar akan mula bergerak masuk ke dalam belon dan menyebabkan ianya mengembang.


Sebenarnya, udara dari luar (bertekanan tinggi) sedang berusaha masuk ke dalam thoracic cavity itu. Namun, dengan adanya belon yg berdinding lembut, udara dari luar hanya mampu memenuhi ruang di dalam belon itu sahaja.


Apabila getah ditolak ke atas


Kepingan getah (rubber sheet) yg ditolak ke atas, akan mengakibatkan isipadu udara di dalam bekas tersebut menjadi kurang (seolah-olah ruang udara telah di”sempit”kan).


Keadaan yg sempit ini akan menyebabkan tekanan udara di dalam bekas tersebut menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara di luar bekas. Dengan itu, udara di dalam bekas itu akan berusaha untuk keluar darinya. Namun, disebabkan seluruh bekas tersebut telah ditutup, ia hanya mampu menolak udara di dalam belon agar keluar melalui tiub ke udara persekitaran. Oleh itu, kita akan melihat belon itu mulai mengecut.


Rubber sheet sebagai diaphragm


Melalui eksperimen tersebut, semua bahagian pada bekas itu boleh diumpamakan sebagai bahagian-bahagian tertentu dalam sistem pernafasan kita. Contohnya, rubber sheet mewakili diaphragm. Manakala belon mewakili paru-paru. Bekas (atau botol kaca) pula, mewakili thoracic cavity (rongga yg mengandungi paru-paru, jantung dan sebahagian trachea).


Apabila kita bernafas, sudah pasti kita tidak dapat memerintahkan diaphragm untuk bergerak ke atas atau ke bawah. Malah, ia juga tidak dapat bergerak dengan sendirinya. Tetapi, dengan adanya otak (luar kawalan), ia akan menghantar isyarat (impulse) kpd diaphragm untuk mengecut (contract) atau mengendur (relax). Bukan itu sahaja, otak juga akan menghantar isyarat mengecut atau mengendur kpd otot interkostal (intercostal muscles) yang memegang tulang rusuk (ribs). Otot intercostal ini akan turut membantu tugas diaphragm dalam membesarkan atau mengecilkan semula thoracic cavity.


Inhalation and exhalation


Oleh itu, apabila tiba masanya kita perlu menarik nafas, otak akan menghantar isyarat kpd diaphragm untuk mengecut. Ia juga akan menghantar isyarat kpd intercostal muscles utk menggerakkan ribcage ke atas (upwards) dan ke hadapan (outwards). Dengan bantuan intercostal muscles ini jugalah diaphragm dapat memainkan peranannya dengan lebih berkesan.


Diaphragm adalah sejenis otot (muscle) sama seperti intercostal muscles. Namun, ia jauh lebih tebal daripadanya. Dalam keadaan normal (relax), diaphragm berbentuk kubah ke atas (curved up).


Bentuk ototnya seperti spring dalam keadaan rehat. Gambarajah di bawah menunjukkan spring yang panjang terpaksa membengkok ke atas dalam ruang yang sempit.




Namun, apabila spring yang sama dimampatkan (menjadi pendek), ia akan menjadi lurus dan mendatar di dalam bekas tersebut.





Begitulah keadaan diaphragm dalam tubuh manusia. Ia berbentuk kubah ke atas dalam keadaan rehat dan akan mendatar apabila ia mengecut.


Diaphragm yg sedang rehat adalah dalam fasa exhalation (hembus nafas). Dalam pada masa yg sama, intercostal muscles akan menggerakkan ribcage turun ke bawah (downwards) dan bergerak ke belakang (inwards). Oleh itu, ruang udara di atasnya (volume of thoracic cavity) bersaiz kecil. Ruang yg kecil dan sempit ini akan menghasilkan keadaan udara bertekanan tinggi dan akhirnya mendorong udara dari dalam paru-paru utk keluar.


Beberapa saat kemudian, otak akan menghantar isyarat (impulse) kepada diaphragm untuk mengecut (contract). Seperti yg diterangkan sebelum ini (dalam hal spring), diaphragm akan mendatar (flatten) dan menyebabkan ruang udara di atasnya (thoracic cavity) menjadi lebih besar daripada saiz asalnya. Ruang yg semakin besar ini akan menghasilkan keadaan udara yang bertekanan rendah dan menyebabkan udara dari luar pula masuk ke dalam paru-paru. Maka berlakulah semula proses menarik nafas (inhalation).



2 Komen/ Pandangan:

goooood and quiet easy to understand........

thanks

Post a Comment