BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Viscositas
Viscositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi, semakin besar viskositas zat cair maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viscositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan dalam fluida terhadap gesekan (Bird,1987).
Fluida yang mempunyai viscositas rendah misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viscositas yang lebih besar. Viscositas intrinsik merupakan analog dari koefisien virial (dan mempunyai dimensi 1/konsentrasi). Aliran cairan dapat dikelompokkan kedalam dua tipe, yaitu
1. Aliran laminar yaitu laju aliran kecil melalui sebuah pipa dengan garis tengah kecil.
2. Aliran turbulen yaitu laju aliran yang besar melalui pipa dengan diameter yang lebih besar.
Koefisien viscositas secara umum diukur dengan dua metode, yaitu viscometer Oswald waktu yang dibutuhkan untuk mengalirnya sejumlah dihitung dengan hubungan tertentu cairan dicatat. Umumnya, koefisien viscositas dihitung dengan membandingkan laju cairan dengan laju aliran yang koefisien viscositasnya diketahui. Pada viscometer Oswald, yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.
Alat yang dipakai untuk menentukan viscositas dinamakan Viscometer. Ada beberapa jenis viscometer, yaitu :
1. Viscosimeter Oswald
2. Viscosimeter Lehman
3. Viscosimeter bola jatuh dari Stokes
2.2 Definisi Fluida
Fluida adalah suatu zat yang bentuknya dapat berubah secara kontinu akibat gaya geser pada benda padat. Gaya geser menyebabkan terjadinya perubahan bentuk atau deformasi, yang tidak berubah besarnya selama gaya yang bekerja ini besarnya tetap. Akan tetapi, mengalami pergerakan antara satu bagian terhadap bagian lainnya bila ada gaya geser yang bekerja padanya. Jadi dapat dikatakan bahwa fluida tidak dapat menahan gaya geser (Hariyono, 1983).
2.3 Hukum Poiseville
Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koefisien viskositas adalah N S/m2 = Pas (Pascal Sekon). Untuk koefisien viscositas adalah dengan S/cm2 = Poise (P). Hukum Poisevill menyatakan: “Bahwa cairan yang mengalir melalui saluran pipa akan berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari-jari pipa”.
2.4 Hukum Stokes dan Kecepatan Terminal
Hukum Stokes adalah tentang gerak bola dalam fluida yang kental yang melalui viscositas menimbulkan gaya gesek sebesar F = -Gph rV. Hukum Stoke adalah dasar dari viscosimeter jatuh bola. Dimana fluida stasioner dalam tabung gelar vertical yang dapat diukur dengan waktu yang dibutuhkan untuk dua tanda Po tabung. Kecepatan terminal adalah sebuah benda yang jatuh bebas dalam fluida kental. Kecepatan terminal adalah kecepatan konstan yang dialami suatu objek yang jatuh bebas karena pengaruh gravitasi dan gaya hambatan udara. Rumus Hukum Stoke pada kecepatan konstan:
Dimana:
Cara-cara penentuan viskositas :
a. Viscometer Ostwald
Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan (Respati,1981).
b. Viskometer Hoppler
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium (Bird,1993).
c. Viscometer Cup dan Bob
Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar
Bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengan-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebebkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Bird, 1993).
d. Viskometer Cone dan Plate
Cara pemakaiannya adalah sampek yang ditempatkan di tengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Bird, 1993).
Konsep Viskositas
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.
2.5 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.
Berikut Cara-cara penentuan viskositas :
a. viscometer Ostwald
Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan (Respati,1981).
Berdasarkan hokum Heagen Poisuille :
Dimana : p = tekanan hidrostatis
r = jari-jari kapiler
b. Viskometer Hoppler
Pada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya) (Bird Tony, 1908).
BAB III
METODELOGI PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Peralatan yang digunakan
1. Tabung kaca
2. Mikrometer sekrup
3. Kelereng
4. Stopwatch
3.1.2 Bahan-bahan
1. Air
2. Minyak
3.2 Cara Kerja
Adapun cara kerja yang dilakukan pada praktikum tersebut yaitu:
1. Massa dari kelereng bening dan kelereng susu ditimbang dengan menggunakan neraca.
2. Jari-jari dari kelereng bening dan kelereng susu diukur dengan mikrometer sekrup dimana r1 ½ d.
3. Ketinggian zat cair yang akan digunakan diukur dengan mistar pada gelas ukur dan diberi tanda.
4. Zat cair (air dan minyak) dimasukkan kedalam tabung kaca hingga batas yang telah ditentukan.
5. Kelereng dijatuhkan dari atas permukaan zat cair dan waktu yang dibutuhkan kelereng untuk tiba dari atas permukaan hingga titik dasar dicatat dengan stopwatch.
6. Langka 5 diulangi sebanyak 3 kali.
7. Langkah 5 dan 6 diulangi dengan kelereng jenis yang lain.
Langkah diatas diulangi dengan zat cair yang lain.
0 comments:
Posting Komentar