• Tidak ada hasil yang ditemukan

Definisi dan Sifat Fluida Definisi dan S

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Definisi dan Sifat Fluida Definisi dan S"

Copied!
6
0
0

Teks penuh

(1)

Civil Engineering Department

University of Brawijaya

TKS 4005 – HIDROLIKA DASAR / 2 sks

Ir. Suroso, M.Eng., Dipl.HE Dr. Eng. Alwafi Pujiraharjo

Civil

Engineering

Apakah Fluida itu?

Bandingkan antara zat padat dan fluida?

Zat padat: dapat melawan gaya geser dengan deformasi. Tegangan sebanding dengan regangan

Fluida: terus mengalami deformasi akibat gaya geser. Tegangan sebanding dengan laju regangan

F A

τ= ∝α F V

A h

τ= ∝µ

Solid Fluid

Civil

Engineering

Apakah Fluida itu?

Bandingkan Zat Cair dan Gas

Zat Cair:menyesuaikan bentuk tempat sesuai volumenya, gaya kohesif kuat, volume tetap, dan membentuk permukaan bebas karena adanya gaya berat

Gas: memenuhi ruangan, gaya kohesif lemah, bebas mengembang, dan tidak dapat membentuk

permukaan bebas

Gas dan uap sering dipakai sebagai kata padanan

Zat cair Free Surface

Gas mengembang

Civil

Engineering

Fluida Umum

Zat cair:

air, minyak, air raksa, gasoline, alkohol

Gas:

udara, helium, hidrogen, uap

Batas:

(2)

Civil

Engineering

Sifat-sifat Zat Cair

Bila ruangan > volume zat cair terbentuk permukaan bebas yang berhubungan dengan atmosfer.

Mempunyai rapat massa dan berat jenis

Kompresibilitas Rendah Tidak termampatkan (incompressible).

Mempunyai viskositas (kekentalan)

Mempunyai kohesi, adhesi, dan tegangan permukaan.

Civil

Engineering

Sifat-sifat Fluida

Rapat Massa(density)

Berat Jenis(specific gravity) Kekentalan(viscosity)

Kemampatan(compressibility)

Sifat yang dominan/memegang peranan pada cairan :

Diam : berat jenis

Mengalir : kerapatan, viskositas.

Civil

Engineering Rapat Massa/Kerapatan (Density),ρ

Rapat Massa : massa zat cair tiap satuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu.

dimana: m = massa (kg)

V = volume (m3)

ρ= rapat massa (kg/m3)

m

V

ρ

=

Civil

Engineering

Specific Volume

Specific Volume Vsis defined as the volume per unit mass.

1

s

V

V

m

ρ

(3)

Civil

Engineering

!

γ

Berat: W = m g

Berat Jenis (Specific Weight) : berat per satuan volume pada temperatur dan tekanan tertentu.

W

m

g

g

V

V

γ

=

=

=

ρ

Civil

Engineering

"# "# "# "#

Specific Gravity

Specific Gravity: perbandingan berat zat dengan berat air pada volume dan temperatur yang sama.

. .

w w

S G

ρ

γ

ρ

γ

=

=

Civil

Engineering

Specific Volume

Specific Volume: volume zat cair per satuan berat. Ini kebalikan dari specific weight. Satuan dalam metrik m3/kgf, dalam SI m3/N.

Civil

Engineering

Contoh Soal 2.1

If 1 m3of oil has a mass of 860 kg, calculate its specific weight, density, and specific gravity.

Solution

3

860

9.81 8436.6 / 1

W

N m V

γ

= = × =

3

860

/

m

kg m

V

(4)

Civil

Engineering

" " " "

Contoh Soal 2.2

A container weights 5000 lb when filled with 6 ft3of a certain liquid. The empty weight of the container is 500 lb. What is the density of the liquid?

Solution:

The net weight of the liquid = 5000 -500 = 4500 lb

3

slugs ft

g

Engineering

" " " "

Kemampatan Zat Cair (Compressibility)

Definisi: perubahan volume karena perubahan tekanan. Kemampatan dinyatakan dalam modulus elastisitas K (bulk modulus of elasticity)

Harga K untuk zat cair sangat besar sehingga perubahan volume karena perubahan tekanan sangat kecil, oleh karena itu perubahan volume diabaikan dan zat cair dinggap tak termampatkan (incompressible) Untuk air tawar K = 2068 MN/m2.

Engineering

" " " "

Kekentalan (Viscosity)

Untuk mendapatkan hubungan kekentalan, ditinjau lapisan fluida antara dua plat sejajar yang sangat luas dengan jarakℓ

Definisi tegangan geser:τ= F/A. Menggunakan kondisi tidak-slip,

u(0) = 0dan u(ℓ) = v, profil

kecepatan dan gradien adalah

u(y)= vy/ℓdan du/dy=v/

Tegangan geser untuk Newtonian fluid: τ = µdu/dy

µadalah kekentalan dinamis (dynamic viscosity)dan mempunyai satuankg/m·s, Pa·s, ataupoise.

Civil

Engineering

" " " "

Kekentalan (Viscosity)

(5)

Civil

Engineering

" " " "

Hubungan Tegangan Geser-Gradien

Kecepatan EngineeringCivil

" " " "

Tegangan Permukaan (Surface Tension)

Di bawah permukaan, gaya-gaya bekerja sama dalam semua arah

Pada permukaan, beberapa gaya tidak ada, menarik molekul ke bawah dan bersama-sama, seperti membran ditarik pada permukaannya

Jika pertemuan (interface) lengkung, tekanan lebih tinggi akan berada pada sisi cekung

Kenaikan tekanan diimbangi oleh tegangan permukaan, σ

σ = 0.073 N/m (@ 20oC)

water

air

No net force Net force inward Interface

Civil

Engineering

Kapilaritas

Kapilaritas disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi. Jika kohesi lebih kecil dari adhesi maka zat cair akan naik, jika kohesi lebih besar dari adhesi maka zat cair akan turun.

Kenaikan atau penurunan kapiler dapat dihitung dengan menyamakan gaya angkat yang dibentuk oleh tegangan permukaan dengan gaya berat.

Kenaikan kapiler:

dimana : σ= tegangan permukaan

2 cos

Engineering

Efek Kapiler

Efek kapileradalah naik atau turunnya zat cair dalam tabung diameter kecil.

Permukaan bebas lengkung dalam tabung disebut meniscus.

Sudut kontakφ, didefinisikan sebagai sudut yang dibuat menyinggung

permukaan zat cair dan permukaan tabung pada titik kontak.

Air:meniscus melengkung ke atas karena air zat cair yang membasahi/wetting (φ< 90°,hydrophilic).

(6)

Civil

Engineering

" " " "

Kenaikan Air Kapiler

Keseimbangan gaya dapat menjelaskan besarnya kenaikan kapiler.

Sehingga Kenaikan Kapiler:

(

2

)

W=m g= ρV g= ρg πR h

(

)

surface

2

s

W F

g R h 2 R cos

=

⇒ ρ π = π σ φ

s

2

cos

h

g R

σ

φ

=

ρ

Civil

Engineering

Referensi

Dokumen terkait

Perubahan materi dapat terjadi pada saat memasak air. Air mendidih mengeluarkan uap. Uap berwujud gas. Di sini terjadi perubahan wujud zat dari cair menjadi gas. Perubahan

Setelah mengalami perbaikan dengan kapur dan limbah cair pabrik susu, dengan kadar optimum 6% kapur dan 35% limbah cair pabrik susu, didapat peningkatan kuat tekan bebas

TAP selalu lebih kecil dari TP karena gaya adhesi antara dua fase cair yang membentuk suatu antar permukaan lebih besar dibandingkan antar cair-gas Bila 2 cairan bercampur

Adsorber adalah Alat yang digunakan untuk proses Adsorbsi, yaitu proses penyerapan fluida gas/cair pada permukaan zat padat sebagai penyerap (adsorben). Proses adsorbsi digunakan

Molekul uap tersebut menimbulkan tekanan parsial dalam ruangan di atas permukaan itu; inilah yang disebut tekanan uap • Tekanan uap suatu fluida tergantung pada temperaturnya •

perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user86.Sawi Monumen Sawi monumen tubuhnya amat tegak dan berdaun kompak. Penampilan sawi jenis ini sekilas mirip dengan petsai. Tangkai daun berwarna putih berukuran agak lebar dengan tulang daun yang juga berwarna putih. Daunnya sendiri berwarna hijau segar. Jenis sawi ini tegolong terbesar dan terberat di antara jenis sawi lainnya. D.Syarat Tumbuh Tanaman Sawi Syarat tumbuh tanaman sawi dalam budidaya tanaman sawi adalah sebagai berikut : 1.Iklim Tanaman sawi tidak cocok dengan hawa panas, yang dikehendaki ialah hawa yang dingin dengan suhu antara 150 C - 200 C. Pada suhu di bawah 150 C cepat berbunga, sedangkan pada suhu di atas 200 C tidak akan berbunga. 2.Ketinggian Tempat Di daerah pegunungan yang tingginya lebih dari 1000 m dpl tanaman sawi bisa bertelur, tetapi di daerah rendah tak bisa bertelur. 3.Tanah Tanaman sawi tumbuh dengan baik pada tanah lempung yang subur dan cukup menahan air. (AAK, 1992). Syarat-syarat penting untuk bertanam sawi ialah tanahnya gembur, banyak mengandung humus (subur), dan keadaan pembuangan airnya (drainase) baik. Derajat keasaman tanah (pH) antara 6–7 (Sunaryono dan Rismunandar, 1984). perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user9E.Teknik Budidaya Tanaman Sawi 1.Pengadaan benih Benih merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan usaha tani. Kebutuhan benih sawi untuk setiap hektar lahan tanam sebesar 750 gram. Benih sawi berbentuk bulat, kecil-kecil. Permukaannya licin mengkilap dan agak keras. Warna kulit benih coklat kehitaman. Benih yang akan kita gunakan harus mempunyai kualitas yang baik, seandainya beli harus kita perhatikan lama penyimpanan, varietas, kadar air, suhu dan tempat menyimpannya. Selain itu juga harus memperhatikan kemasan benih harus utuh. kemasan yang baik adalah dengan alumunium foil. Apabila benih yang kita gunakan dari hasil pananaman kita harus memperhatikan kualitas benih itu, misalnya tanaman yang akan diambil sebagai benih harus berumur lebih dari 70 hari. Penanaman sawi memperhatikan proses yang akan dilakukan misalnya dengan dianginkan, disimpan di tempat penyimpanan dan diharapkan lama penyimpanan benih tidak lebih dari 3 tahun.( Eko Margiyanto, 2007) Pengadaan benih dapat dilakukan dengan cara membuat sendiri atau membeli benih yang telah siap tanam. Pengadaan benih dengan cara membeli akan lebih praktis, petani tinggal menggunakan tanpa jerih payah. Sedangkan pengadaan benih dengan cara membuat sendiri cukup rumit. Di samping itu, mutunya belum tentu terjamin baik (Cahyono, 2003). Sawi diperbanyak dengan benih. Benih yang akan diusahakan harus dipilih yang berdaya tumbuh baik. Benih sawi sudah banyak dijual di toko-toko pertanian. Sebelum ditanam di lapang, sebaiknya benih sawi disemaikan terlebih dahulu. Persemaian dapat dilakukan di bedengan atau di kotak persemaian (Anonim, 2007). 2.Pengolahan tanah Sebelum menanam sawi hendaknya tanah digarap lebih dahulu, supaya tanah-tanah yang padat bisa menjadi longgar, sehingga pertukaran perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user10udara di dalam tanah menjadi baik, gas-gas oksigen dapat masuk ke dalam tanah, gas-gas yang meracuni akar tanaman dapat teroksidasi, dan asam-asam dapat keluar dari tanah. Selain itu, dengan longgarnya tanah maka akar tanaman dapat bergerak dengan bebas meyerap zat-zat makanan di dalamnya (AAK, 1992). Untuk tanaman sayuran dibutuhkan tanah yang mempunyai syarat-syarat di bawah ini : a.Tanah harus gembur sampai cukup dalam. b.Di dalam tanah tidak boleh banyak batu. c.Air dalam tanah mudah meresap ke bawah. Ini berarti tanah tersebut tidak boleh mudah menjadi padat. d.Dalam musim hujan, air harus mudah meresap ke dalam tanah. Ini berarti pembuangan air harus cukup baik. Tujuan pembuatan bedengan dalam budidaya tanaman sayuran adalah : a.Memudahkan pembuangan air hujan, melalui selokan. b.Memudahkan meresapnya air hujan maupun air penyiraman ke dalam tanah. c.Memudahkan pemeliharaan, karena kita dapat berjalan antar bedengan dengan bedengan. d.Menghindarkan terinjak-injaknya tanah antara tanaman hingga menjadi padat. ( Rismunandar, 1983 ). 3.Penanaman Pada penanaman yang benihnya langsung disebarkan di tempat penanaman, yang perlu dijalankan adalah : a.Supaya keadaan tanah tetap lembab dan untuk mempercepat berkecambahnya benih, sehari sebelum tanam, tanah harus diairi terlebih dahulu. perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user11b.Tanah diaduk (dihaluskan), rumput-rumput dihilangkan, kemudian benih disebarkan menurut deretan secara merata. c.Setelah disebarkan, benih tersebut ditutup dengan tanah, pasir, atau pupuk kandang yang halus. d.Kemudian disiram sampai merata, dan waktu yang baik dalam meyebarkan benih adalah pagi atau sore hari. (AAK, 1992). Penanaman dapat dilakukan setelah tanaman sawi berumur 3 - 4 Minggu sejak benih disemaikan. Jarak tanam yang digunakan umumnya 20 x 20 cm. Kegiatan penanaman ini sebaiknya dilakukan pada sore hari agar air siraman tidak menguap dan tanah menjadi lembab (Anonim, 2007). Waktu bertanam yang baik adalah pada akhir musim hujan (Maret). Walaupun demikian dapat pula ditanam pada musim kemarau, asalkan diberi air secukupnya (Sunaryono dan Rismunandar, 1984). 4.Pemeliharaan tanaman Pemeliharaan dalam budidaya tanaman sawi meliputi tahapan penjarangan tanaman, penyiangan dan pembumbunan, serta pemupukan susulan. a.Penjarangan tanaman Penanaman sawi tanpa melalui tahap pembibitan biasanya tumbuh kurang teratur. Di sana-sini sering terlihat tanaman-tanaman yang terlalu pendek/dekat. Jika hal ini dibiarkan akan menyebabkan pertumbuhan tanaman tersebut kurang begitu baik. Jarak yang terlalu rapat menyebabkan adanya persaingan dalam menyerap unsur-unsur hara di dalam tanah. Dalam hal ini penjarangan dilakukan untuk mendapatkan kualitas hasil yang baik. Penjarangan umumnya dilakukan 2 minggu setelah penanaman. Caranya dengan mencabut tanaman yang tumbuh terlalu rapat. Sisakan tanaman yang tumbuh baik dengan jarak antar tanaman yang teratur (Haryanto et al., 1995). perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user12b.Penyiangan dan pembumbunan Biasanya setelah turun hujan, tanah di sekitar tanaman menjadi padat sehingga perlu digemburkan. Sambil menggemburkan tanah, kita juga dapat melakukan pencabutan rumput-rumput liar yang tumbuh. Penggemburan tanah ini jangan sampai merusak perakaran tanaman. Kegiatan ini biasanya dilakukan 2 minggu sekali (Anonim, 2007). Untuk membersihkan tanaman liar berupa rerumputan seperti alang-alang hampir sama dengan tanaman perdu, mula-mula rumput dicabut kemudian tanah dikorek dengan gancu. Akar-akar yang terangkat diambil, dikumpulkan, lalu dikeringkan di bawah sinar matahari, setelah kering, rumput kemudian dibakar (Duljapar dan Khoirudin, 2000). Ketika tanaman berumur satu bulan perlu dilakukan penyiangan dan pembumbunan. Tujuannya agar tanaman tidak terganggu oleh gulma dan menjaga agar akar tanaman tidak terkena sinar matahari secara langsung (Tim Penulis PS, 1995 ). c.Pemupukan Setelah tanaman tumbuh baik, kira-kira 10 hari setelah tanam, pemupukan perlu dilakukan. Oleh karena yang akan dikonsumsi adalah daunnya yang tentunya diinginkan penampilan daun yang baik, maka pupuk yang diberikan sebaiknya mengandung Nitrogen (Anonim, 2007). Pemberian Urea sebagai pupuk tambahan bisa dilakukan dengan cara penaburan dalam larikan yang lantas ditutupi tanah kembali. Dapat juga dengan melarutkan dalam air, lalu disiramkan pada bedeng penanaman. Satu sendok urea, sekitar 25 g, dilarutkan dalam 25 l air dapat disiramkan untuk 5 m bedengan. Pada saat penyiraman, tanah dalam bedengan sebaiknya tidak dalam keadaan kering. Waktu penyiraman pupuk tambahan dapat dilakukan pagi atau sore hari (Haryanto et al., 1995). perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user13Jenis-jenis unsur yag diperlukan tanaman sudah kita ketahui bersama. Kini kita beralih membicarakan pupuk atau rabuk, yang merupakan kunci dari kesuburan tanah kita. Karena pupuk tak lain dari zat yang berisisi satu unsur atau lebih yang dimaksudkan untuk menggantikan unsur yang habis diserap tanaman dari tanah. Jadi kalau kita memupuk berarti menambah unsur hara bagi tanah (pupuk akar) dan tanaman (pupuk daun). Sama dengan unsur hara tanah yang mengenal unsur hara makro dan mikro, pupuk juga demikian. Jadi meskipun jumlah pupuk belakangan cenderung makin beragam dengan merek yang bermacam-macam, kita tidak akan terkecoh. Sebab pupuk apapun namanya, entah itu buatan manca negara, dari segi unsur yang dikandungnya ia tak lain dari pupuk makro atau pupuk mikro. Jadi patokan kita dalam membeli pupuk adalah unsur yang dikandungnya (Lingga, 1997). Pemupukan membantu tanaman memperoleh hara yang dibutuhkanya. Unsur hara yang pokok dibutuhkan tanaman adalah unsur Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Kalium (K). Itulah sebabnya ketiga unsur ini (NPK) merupakan pupuk utama yang dibutuhkan oleh tanaman. Pupuk organik juga dibutuhkan oleh tanaman, memang kandungan haranya jauh dibawah pupuk kimia, tetapi pupuk organik memiliki kelebihan membantu menggemburkan tanah dan menyatu secara alami menambah unsur hara dan memperbaiki struktur tanah (Nazarudin, 1998). 5.Pengendalian hama dan penyakit Hama yang sering menyerang tanaman sawi adalah ulat daun. Apabila tanaman telah diserangnya, maka tanaman perlu disemprot dengan insektisida. Yang perlu diperhatikan adalah waktu penyemprotannya. Untuk tanaman sayur-sayuran, penyemprotan dilakukan minimal 20 hari sebelum dipanen agar keracunan pada konsumen dapat terhindar (Anonim, 2007). perpustakaan.uns.ac.iddigilib.uns.ac.idcommit to user14OPT yang menyerang pada tanaman sawi yaitu kumbang daun (Phyllotreta vitata), ulat daun (Plutella xylostella), ulat titik tumbuh (Crocidolomia binotalis), dan lalat pengerek daun (Lyriomiza sp.). Berdasarkan tingkat populasi dan kerusakan tanaman yang ditimbulkan, maka peringkat OPT yang menyerang tanaman sawi berturut-turut adalah P. vitata, Lyriomiza sp., P. xylostella, dan C. binotalis. Hama P. vitatamerupakan hama utama, dan hama P. xylostella serta Lyriomiza sp. merupakan hama potensial pada tanaman sawi, sedangkan hamaC. binotalis perlu diwaspadai keberadaanya (Mukasan et al., 2005). Beberapa jenis penyakit yang diketahui menyerang tanaman sawi antara lain: penyakit akar pekuk/akar gada, bercak daun altermaria, busuk basah, embun tepung, rebah semai, busuk daun, busuk Rhizoctonia, bercak daun, dan virus mosaik (Haryanto et al., 1995). 6.Pemanenan Tanaman sawi dapat dipetik hasilnya setelah berumur 2 bulan. Banyak cara yang dilakukan untuk memanen sawi, yaitu: ada yang mencabut seluruh tanaman, ada yang memotong bagian batangnya tepat di atas permukaan tanah, dan ada juga yang memetik daunnya satu per satu. Cara yang terakhir ini dimaksudkan agar tanaman bisa tahan lama (Edy margiyanto,