VISKOSITAS DAN KECEPATAN TERMINAL

1) Judul Pratikum : VISKOSITAS DAN KECEPATAN TERMINAL 2) Tujuan Pratikum : a. Membuktikan kekentalan (Viskositas) Fluida dengan pratikum dan hitungan b. Memperhatikan atau mengamati kecepatan terminal c. Menetapkan hal-hal tersebut diatas ke dalam kehidupan sehari-hari 3) Alat dan Bahan : 1. TABUNG (1 Buah) 2. KELERENG SUSU / BATU (2 Buah) 3. KELERENG KACA (2 Buah) 4. STOPWATCH (1 Buah) 5. OLI (COKLAT) (1 Liter) 6. OLI (UNGU) (1 Liter) 7. AIR (Secukupnya) 8. MINYAK GORENG (1 Liter) 9. TISSUE (Secukupnya) 4) LANDASAN TEORITIS Viskositas fluida merupakan ukuran ketahanan sebuah fluida terhadapdeformasi atau perubahan bentuk. Secara singkat, viskositas merupakan gesekaninternal dalam fluida tersebut. Viskositas menyebabkan suatu benda yang bergerak pada fluida mengalami gesekan dengan fluida itu sendiri.Pada zat cair, jarak antarmolekul jauh lebih kecil dibandingkan gas,sehingga kohesi molekuler disitu sangat kuat. Peningkatan suhu mengurangikohesi molekuler dan ini diwujudkan berupa berkurangnya viskositas fluidaSecara umum penentuan Viskositas suatu fluida dapat dituliskan sebagai berikut: F = -b.v jika benda yang dijatuhkan adalah berupa bola, maka berlaku hukum stokes, yaitu Namun hukum Stokes ini hanya berlaku jikacairan tidak mengalami turbulensi danvolume tabung fluida lebih besar dari volume bola. Nilai (-) pada persamaan diatas hanyamenunjukan bahwa gaya stokes berlawananarah dengan gaya benda, jadi tidak berpengaruh pada nilai gaya stokes secaralangsung. Selain gaya stokes dan gaya berat benda, pada bola yang dilepaskan dalam fluida, terdapat juga gaya Archimedes yang arahnya sama dengan arah gaya stokes.Ketika kita hendak menjatuhkan sebuah bola ke dalam tabung fluida yang berisi cairan yang hendak ditentukan koefisien viskositasnya. Oleh gaya berat bola, bola akan semakin cepat jatuhnya. Tetapi sesuai dengan Rumus Stokes,makin cepat gerakan dari bola, maka makin besar juga gaya gesekannya sehingga pada jarak tertentu gaya berat dari bola itu tepat seimbang dengan gaya gesekansehingga tidak terjadi percepatan pada gerakan bola. Hal ini menyebabkan bola bergerak dengan kecepatan tetap. Kecepatan tetap ini pada bagian-bagian berikutnya kita sebut dengan kecepatan terminal Viskositas adalah suatu kekentalan dari suatu fluida yang dimana kekentalan ini dapat mementukan aliran pada fluida tersebut ada dua jenis fluida : (1) aliran laminar (2) aliran turbulen hubungan antara viskositas dan jenis aliran adalah “semakin besar viskositas yang dimiliki oleh suatu fluida maka aliran yang mungkin terjadi pada fluida tersebut adalah laminar begitu juga sebaliknya Dan juga pada viskositas ada tekan, biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluid. Air memiliki viskositas rendah, sedangkan oli memiliki viskositas tinggi. Konsep Fisikositas Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul (Bird, 1993). Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental biasanya lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu, dan lain-lain. Hal ini bias dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng diatas lanyai yang permukaannya miring. Pasti hasilnya air lebih cepat mengalir dari pada minya goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental, berubah menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut. Perlu diketahui bahwa viskositas atau kekentalan hanya ada pada fluida rill (rill = nyata). Fluida rill / nyata adalah fluida yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti air sirup, oli, asap knalpot, dan lainnya. Fluida rill berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran fluida (fluida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasan fluida dinamis) (Bird, 1993). Satuan system internasional (SI) untuk koifisien viskositas adalah Ns/m2 = Pa.S (pascal sekon). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk SI koifisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (p). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipolse (cp). 1 cp = 1/1000 p. satuan poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan Prancis, almarhum Jean Louis Marie Poiseuille. 1 poise = 1 dyn. s/cm2 = 10-1 N.s/m2 Fluida adalah gugusan molukel yang jarak pisahnya besar, dan kecil untuk zat cair. Jarak antar molukelnya itu besar jika dibandingkan dengan garis tengah molukel itu. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain. Jadi kecepatan fluida atau massanya kecapatan volume tidak mempunyai makna yang tepat sebab jumlah molekul yang menempati volume tertentu terus menerus berubah (while, 1988). Fluida dapat digolongkan kedalam cairan atau gas. Perbedaan-perbedaan utama antara cair dan gas adalah : a. Cairan praktis tidak kompersible, sedangkan gas kompersible dan seringkali harus diperlakukan demikian. b. Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan-permukaan bebas, sedangkan agar dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya (While, 1988). Definisi Piknometer Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas dari fluida. Berbagai macam fluida yang diukur massa jenisnya, biasanya dalam praktikum yang diukur adalah massa jenis oli, minyak goreng, dan lain-lain. Piknometer itu terdiri dari 3 bagian, yaitu tutup pikno, lubang, gelas atau tabung ukur. Cara menghitung massa fluida yaitu dengan mengurangkan massa pikno berisi fluida dengan massa pikno kosong. Kemudian di dapat data massa dan volume fluida, sehingga tinggal menentukan nilai cho/massa jenis (ρ) fluida dengan persamaan = cho (ρ) = m/v (Whille, 1988). Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : 1. Suhu Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. 2. Konsentrasi larutan Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. 3. Berat molekul solute Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas. 4. Tekanan Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan. 5) PROSEDUR PERCOBAAN : 1. Siapkan Alat dan Bahan seperti yang sudah dituliskan 2. Ukur diameter dan tinggi tabung dan catat 3. Tuanglah Fluida I (AIR) pada tabung yang sudah disiapkan kemudian hitung volumenya 4. Jatuhkan kelereng SUSU / BATU ke dalam Fluida tsb. Bersamaan dengan itu, hitung waktunya dengan STOPWATCH yang sudah disiapkan dan catat waktunya 5. Lakukan percobaan berikutnya dengan KELERENG KACA sama dengan yang diatas 6. Lakukan percobaan 2, 3, 4 dengan Fluida yang berbeda ( Air, Minyak Goreng, Oli – coklat, Oli – Ungu ) 7. Catat hasil pengamatan pada table hasil pengamatan kemudian nyatakan kesimpulannya 6) TABEL HASIL PENGAMATAN No Bahan Alat Waktu (s) Viskositas ket 1 AIR KELERENG SUSU 0,88 0,72 KELERENG KACA 0,62 0,51 2 OLI COKLAT KELERENG SUSU 1,32 1 KELERENG KACA 1,48 1,16 3 OLI UNGU KELERENG SUSU 1,09 0,77 KELERENG KACA 0,83 0,70 4 MINYAK GORENG KELERENG SUSU 1,02 1,41 KELERENG KACA 1,43 1,19 7) PEMBAHASAN 8) KESIMPULAN 1. Dalam percobaan ini penggunaan bola yang berukuran kecil lebih baik karena lebih memenuhi hukum stokes. 2. Benda yang dijatuhkan kedalam fluida akan mengalami gesekan denganfluida tersebut, karena fluida memiliki nilai viskositas. 3. Pada jarak tertentu karena ada perbedaan arah gaya dalam benda yangbergerak dalam fluida, maka akan terjadi kecepatan tetap atau kecepatanterminal. 4. Faktor-faktor yg mempengaruhi viskositas yaitu: suhu, tekanan, konsentrasi larutan, berat molekul solute 9) DAFTAR PUSTAKA Walker, James. 2002. Physics.San Fransisco: Pearson Education Inc. Young, Hugh. 2000. Fisika Universitas(Terjemahan).Jakarta: Erlangga. Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia Dudgale. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : Erlangga While, Frank.M. 1988. Mekanika Fluida edisi ke-2 jilid I. Jakarta : Erlangga