LAPORAN PRAKTIKUM
Modul 1. VISCOSITAS
Disusun oleh :
NAMA : MEIKE HARISKA
NIM : 2012 - 77 – 007
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PATIMURA
AMBON
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Tuhan yang Maha Kuasa atas rahmat-Nya sehingga Lapora Praktikum Fisika ini dapat selesai tepat pada waktunya.
Dalam proses pembuatan laporan ini saya tidak mengalami kesulitan-kesulitan karena pada saat praktikum data di ambil dengan teliti. Dan dengan beberapa referesi dan serta informasi-informasi yang di cari melalui internet maka laporan ini dapat selesai dengan baik.
Akhirnya semoga laporan ini bermanfaat bagi para pembaca dan saya agar mendapat nilai yang memuaskan.
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair tersebut. Geekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositan.
Viskositas adalah gesekan interval, gaya viskos melawan gerakan sebagai fluida relative terhadap yang lain. Viscositas adalah alasan diperlukannya usaha untuk mendayung perahu melalui air yang tenang, tetapi juga merupakan suatu alasan mengapa dayung bias bekerja. Efek viskos merupakan hasil yang penting dalam pipa aliran darah. Pelumasan bagian dalam mesin fluida viskos cenderung melekat pada permukaan zat yang bersentuhan dengannya.
Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukan kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Bola kecil tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin berkurang. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viscositas). Untuk benda homogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu, tenggeam, melayang, dan terapung, oleh karena itu percobaan ini dilakukan agar praktikan dapat mengukur viskositas berbagai jenis zat cair.
B. Tujuan Praktikum
BAB II
LANDASAN TEORI
Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada minyak kelapa. Apa sebenarnya yang membedakan cairan itu kental atau tidak. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Di dalam aliran kental kita dapat memandang persoalan tersebut seperti tegangan dan regangan pada benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di dalamnya saling menumbuk. Bagaimana kita menyatakan sifat kekentalan tersebut secara kuantitatif atau dengan angka, sebelum membahas hal itu kita perlu mengetahui bagaimana cara membedakan zat yang kental dan kurang kental dengan cara kuantitatif. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter.
Apabila zat cair tidak kental maka koefesiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental bagian yang menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan dinding. Bagian yang menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier sampai V. Aliran ini disebut aliran laminer. Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan alirannya tidak terlalu cepat.
Pengertian viskositas 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. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair
untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. 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. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi.
Zat cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja zat cair lebih kental (viscous) daripada gas, dalam merumuskan persamaan-persamaan dasar mengenai aliran yang kental akan jelas nanti, bahwa masalahnya mirip dengan masalah tegangan dan regangan luncur di dalam zat padat. Salah satu macam alat untuk mengukur viscositas zat-cair adalah viscometer.
Cairan yang mudah mengalir, misalnya air atau minyak tanah, tegangan luncur itu relatif kecil untuk cepat perubahan regangan luncur tertentu, dan viskositasnya juga relatif kecil, dan begitu pula sebaliknya
Viskositas (kekentalan) dapat dianggap suatu gesekan dibagian dalam suatu fluida. Karena adanya viskositas ini maka untuk menggerakkan salah satu lapisan fluida diatasnya lapisan lain haruslah dikerjakan gaya. Karena pengaruh gaya k, lapisan zat cair dapat bergerak dengan kecepatan v, yang harganya semakin mengecil untuk lapisan dasar sehingga timbul gradien kecepatan. Baik zat cair maupun gas mempunyai viskositas hanya saja zat cair lebih kental (viscous) dari pada gas tidak kental (Mobile)
Adapun jenis cairan dibedakan menjadi dua tipe, yaitu cairan newtonian dan non Newtonian :
1. Cairan Newtonian
Cairan newtonian adalah cairan yg viskositasnya tidak berubah dengan berubahnya gaya irisan, ini adalah aliran kental (viscous) sejati. Contohnya : Air, minyak, sirup, gelatin, dan lain-lain. Shear rate atau gaya pemisah viskositas berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan viskositasnya merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear stress. Viskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar (aliran streamline dalam suatu fluida). Cairan Newtonian ada 2 jenis, yang viskositasnya tinggi disebut “Viscous” dan yang viskositasnya rendah disebut “Mobile” (Dogra, 2006).
2. Cairan Non-Newtonian
yaitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear.
Metode Penentuan Kekentalan
Untuk menentukan kekentalan suatu zat cair dapat digunakan dengan cara :
1. Cara Ostwalt / Kapiler
Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Lutfy, 2007).
Berdasarkan hukum Heagen Poiseuille.
η=π P r8VL4t
2. Cara Hopper
Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel. Berdasarkan hukum stoke yaitu pada saat kecepatan bola maksimum,terjadi kesetimbangan sehingga gaya gesek sama dengan gaya berat archimedes.
FS=−6πηrV
Dengan :
FS : gaya gesekan zat cair (kg.m.s-2)
η : koefisien kekentalan zat cair (N.m-2.s)
r : jari-jari bola pejal (m)
V : kecepatan gerak benda dalam zat cair (ms-1)
Gambar 1. Skema Peralatan
sempurna di sekeliling bola itu. Tekanan terhadap sembarang titik permukaan bola yang menghadap arah alir datang tepat sama dengan tekanan terhadap titik lawan. Titik tersebut pada permukaan bola menghadap kearah aliran, dan gaya resultan terhadap bola itu nol. Sehingga benda bergerak lurus beraturan dan besar kecepatan pada keadaan iru dapat dinyatakan dengan :
V=2r
2g
(ρ−ρ0)
9η
dengan :
g : percepatan gravitasi (ms-2) ; gunakan g = 9,87 (ms-2)
ρ : massa jenis bola pejal (kg.m-3)
ρ0 : massa jenis zat cair (kg.m-3)
Bila selama bergerak lurus beraturan, bola memerlukan waktu selama t untuk bergerak sejauh y, maka persamaan diatas dapat diubah menjadi :
t= 9ηy 2g r2
(ρ−ρ0)
BAB III
A. Alat dan Bahan
Tabung Stokes ( tinggi 80cm) 1 buah
Mistar 100cm 1 buah
Mikrimeter sekrup 1 buah
Penjepit kelereng 1 buah
Kelereng (dengan jari-jari yang berbeda) 4 buah
Stop Watch 1 buah
Percobaan 1. Menentukan harga viscositas berdasarkan grafik t = f (y) a. Ukur dan catat suhu zat cair dengan mengunakan thermometer b. Ukurlah dan catat massa jenis zat cair menggunakan aerometer
c. Pilihlah salah salah satu kelereng dan ukur diameternya dengan menggunakan mikrometer sekrup pada sisi yang berlainan sebanyak 3 kali pengulangan.
d. Ulangi langkah yang sama pada kelereng yang akan dipakai . Beri nomor pada masing-masing kelereng
e. Timbang massa kelereng yang akan digunakan (cukup satu kali pengukuran)
f. Masukan kelereng kedalam tabung stokes yang berisi minyak, amati gerak kelereng hingga diangap bergerak luru beraturan.
g. Ukur jarak yang akan diamati (y) dengan memberikan tanda pada tabung stokes h. Ambil kelereng yang telah dimasukan, tiriskan, lalu masukan kembali ke dalam
tabung stokes, amati dan catat waktu yang ditempuh kelereng selama bergerak lurus sepanjang y.
j. Dengan informasi yang anda peroleh prediksikan besar kecepatan gerak benda dalam fluida, prediksi ini akan membantu anda untuk mendapatkan data yang berkualitas.
k. Lakukan langkah g-h untuk 3 kali percobaan dengan jarak y yang berbeda-beda dengan cara mengubah kedudukan posisi gelang kedua. Jarak gelang pertama dan kedua minimal 20cm.
Percobaan 2. Menentuka harga viscositas zat cair berdasarkan grafik fungi t = f (1/r2)
a. Pilh 4 buak kelereng dengan massa jenis yang sama atau terbuat dari bahan yang sama dan jari-jari yang berbeda.\
b. Ukur masaa ( 1 x pengukuran ) dan jari-jari ( 3 x pengukuran ) masing-masing bola c. Berdasarkan data perolehan percobaan 1, prediksikan jarak antar dua gelang
BAB IV
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 minyak 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.
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 sistem 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
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dan teori yang diketahui, disimpulkan bahwa viskositas sangat mempengaruhi kecepatan benda untuk mewati suatu fluida, semakin kental fluida tersebut, semakin lama waktu yang dibutuhkan benda untuk melewatinya.
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
D . Young, Hugh. 2009. Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta.
Ginting, Tjurmin. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. LDB UNSRI. Indralaya.
Kanginan, Marthen. 2006. Fisika. Erlangga. Jakarta.
Lutfy, Stokes. 2007. Fisika Dasar I. Erlangga. Jakarta.
Martoharsono, Soemanto. 2006. Biokimia I. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Sarojo, Ganijanti Aby. 2006. Seri Fisika Dasar Mekanika. Salemba Teknika. Jakarta.
Halliday & Resnick, 1978, Fisika, Edisi ketiga, Jilid 1( Terjemahan Pantur Silaban Ph,D), hal 46, Erlangga, Jakarta
