LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA TERAPAN

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA TERAPAN

ACARA II

PENENTUAN MASSA JENIS ZAT CAIR

Penanggung Jawab:

Krisna Kharisma Suga (A1F015024)

Farah Fatimah (A1F015034)

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

(2)

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Zat didefinisikan sebagai sesuatu yang mempunyai massa dan memerlukan ruang. Berdasarkan wujudnya, zat dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu zat padat, zat cair dan gas. Setiap zat padat mempunyai massa jenis tertentu. Demikian juga dengan zat cair dan gas. Oleh karena itu kita dapat mengetahui jenis zat cair berdasarkan massa jenisnya.

Suatu fluida dalam sebuah pipa yang berbentuk U akan bergerak atau diam.Apabila zat cair dalam pipa setimbang maka zat cair tersebut akan diamtetapi apabila diberikan perlakuaan dengan cara salah satu permukaan zat cair dibuat lebih tinggi dari yang lain.Sehingga zat cair tersebut akan bergerak secara periodik naik turun sampai keadaannya kembali ke posisi setimbang.Hal itu merupakan salah satu sipat fluida yang disebabkan oleh gaya luar berupa tekanan udara dan percepatan gravitasi yang menyebabkan fluida menjadi bergerak dan berhenti saat zat cair tersebut kembali setimbang.

Sifat fluida tersebut dapat dimanfaatkan untuk mencari besar percepatan gravitasi di suatu tempat dengan melakukan percobaan yang menunjukan adanya indikasi percepatan gravitasi mempengaruhi gerak fluida pada sebuah pipa yang berbentuk U.Hal itu dilakukan dengan cara menghitung waktu yang dibutuhkan zat cair untuk melakukan satu getaran / osilasi, yaitu gerak bolak balik yang berlangsung secara periodik melalui titik kesetimbangan.Dengan demikian,percepatan gravitasi di suatu tempat dapat dihitung dengan bantuan periode getaran zat cair tersebut.

B. Tujuan Praktikum

Praktikum ini bertujuan untuk memahami hukum hidrostatika sebagai landasan untuk menentukan massa jenis zat cair dengan alat pipa U.

(3)

II. TINJAUAN PUSTAKA

Minyak goreng bekas adalah minyak makan nabati yang telah digunakan untuk menggoreng dan biasanya dibuang setelah warna minyak berubah menjadi coklat tua. Proses pemanasan selama minyak digunakan merubah sifat fisika-kimia minyak. Pemanasan dapat mempercepat hidrolisis trigliserida dan meningkatkan kandungan asam lemak bebas (FFA) di dalam minyak. Penggunaan minyak jelantah yang sudah berulang kali mengandung zat radikal bebas yang bersifat karsinogenik seperti peroksida, epioksida, dan lain-lain (Zulkarnain, 2011).

Menurut Nurlaili (2012), massa suatu benda adalah ukuran banyak zat yang terkandung dalam suatu benda. Sedangkan massa jenis adalah besaran yang menunjukkan perbandingan Antara massa dengan volume suatu benda, sebagaimana yang dikemukakan Bahwa: “massa jenis suatu benda adalah massa benda itu dibagi dengan volumenya”. Dapat ditulis dengan persamaan:

ρ = 𝑚

𝑉

dimana:

ρ = massa jenis air (kg/m3₎

m = massa benda (kg) v = volume benda (m3₎

Massa jenis merupakan nilai yang menunjukkan besarnya perbandingan antara massa benda dengan volume benda tersebut, massa jenis suatu benda bersifat tetap artinya jika ukuran dan bentuk benda diubah massa jenis benda tidak berubah. Misalnya ukurannya diperbesar sehingga baik massa benda maupun volume benda makin besar. Walaupun kedua besaran yang menunjukan ukuran benda tersebut makin besar tetapi massa jenisnya tetap, hal ini disebabkan oleh kenaikan massa benda atau sebaliknya kenaikan volume benda diikuti secara linier dengan kenaikan volume benda atau massa benda (Kanginan, 2002).

(4)

Sebuah benda memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan suatu zat berapapun massanya, berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Massa jenis air lebih besar daripada massa jenis minyak. Massa jenis air 1 gram/cm3 dan massa jenis minyak 0,8 gram/cm3. Oleh karena itu, berapapun banyaknya minyak yang dicampurkan ke dalam air maka minyak akan tetap di atas (Giancoli, 2004).

Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbol p (pressure) dan memiliki satuan SI Nnr2_{. Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa) dan bar (Young,}

2002). Keterangan : F = gaya (N), A = luas permukaan (m2_), P = tekanan

Persamaan diatas menyatakan bahwa tekanan P berbanding terbalik dengan luas permukaan bidang tempat gaya bekerja. Jadi, untuk besar gaya yang sama, luas bidang yang kecil akan mendapatkan tekanan yang lebih besar daripada luas bidang yang besar (Young, 2002).

Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air.Tekanan hidrostatis disebabkan oleh fluida tak bergerak. Tekanan hidrostatis yang dialami oleh suatu titik di dalam fluida diakibatkan oleh gaya berat fluida yang berada di atas titik tersebut. Jika besarnya tekanan hidrostatik pada

(5)

dasar tabung adalahp, menurut konsep tekanan, besarnya p dapat dihitung dari perbandingan antara gaya berat fluida (F) dan luas permukaan bejana (A). Hukum tekanan hidrostatik berbunyi ,”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama”.Hukum hidrostatika berlaku pula pada pipa U (bejana berhubungan) yang diisi lebih dari satu macam zat cair yang tidak bercampur (Soedojo, 2004).

Pada pipa U bila dari salah satu mulut pipa U dituangkan zat cair yang berbeda (massa jenisnya berbeda dengan massa jenis zat cair yang sudah ada di dalam pipa). Tekanan pada kedua permukaan zatcair di kedua mulut pipa U selalu sama, yaitu merupakan tekanan hidrostatis.Misalkan, massa jenis zat cair pertama adalah ρ1 dan massa jenis zatcair kedua adalah ρ2. Dari titik

pertemuan kedua zat cair, kita buat garis mendatar yang memotong kedua kaki pipa U. Misalkan, tinggi permukaan zat cair pertama dari garis adalah h1 dan

tinggi permukaan zat cair kedua dari garis adalah h2. Zat cair pertama setinggi

h1 melakukan tekanan yang samabesar dengan tekanan zat cair kedua setinggi h2 (Soedojo, 2004).

P1 = P2

Dengan menggunakan persamaan di atas, maka diperoleh : ρ1 g h1 = ρ2 g h2 , ρ1 h1 = ρ2 h2

(6)

Hukum pokok hidrostatika dapat digunakan untuk menentukan massa jenis Zat cair dengan menggunakan pipa U. Hidrostatika dimanfaatkan antara lain dalam mendesain bendungan, yaitu semakin ke bawah semakin tebal; serta dalam pemasangan infus, ketinggian diatur sedemikian rupa sehingga tekanan zat cair pada infus lebih besar daripada tekanan darah dalam tubuh (Esvandiari, 2006).

(7)

III. METODE KERJA

A. Alat dan Bahan

1. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah : a. Selang

b. Gelas ukur c. Pipet tetes d. Mistar

2. Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah : a. Aquades

b. Minyak goreng baru

c. Minyak jelantah dari beberapa kali penggorengan

B. Prosedur Kerja

Ditentukan bidang batas permukaan zat cair. Ukurlah tinggi h1 dan h2.

Kedudukan pipa U diatur sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring. Pipa U diisi dengan aquades (ρ1 = 1 g/cm3).

Zat cair yang akan diselidiki dimasukkan ke dalam pipa U pada kaki yang lain.

Dihitung massa jenis zat cair yang diselidiki (

ρ2) dengan

menggunakan persamaan (3).

Langkah 2-4 diulangi sebanyak 2 kali dengan merubah tinggi permukaan zat cair yang diselidiki (digunakan pipet untuk memasukkan/mengeluarkan zat cair).

Zat cair yang telah diselidiki dikeluarkan sampai bersih, kemudian diatur kembali kedudukan pipa U.

(8)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Kel.

Sebelum ditambah 2 tetes Setelah ditambah 2 tetes

h1 h2 ρ1 ρ2 h1 h2 ρ1 ρ2 1 7,3 cm 9,7 cm 1 g/cm3 0,753 g/cm3 7 cm 7,6 cm 1 g/cm3 0,921 g/cm3 2 9,6 cm 11 cm 1 g/cm3_{0,873 g/cm}3 _{9,2 cm} _{10,2 cm} _{1 g/cm}3 _{0,902 g/cm}3 3 7,2 cm 8,3 cm 1 g/cm3 0,867 g/cm3 6,5 cm 7,5 cm 1 g/cm3 0,867 g/cm3 4 9 cm 10 cm 1 g/cm3 0,9 g/cm3 8,2 cm 9,1 cm 1 g/cm3 0,901 g/cm3 5 16 cm 17,5 cm 1 g/cm3_{0,914 g/cm}3_{13,5 cm} _{16 cm} _{1 g/cm}3 _{0,844 g/cm}3 Keterangan : h1 = tinggi aquades

h2 = tinggi minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru

3 B. Pembahasan

Pada praktikum penentuan massa jenis zat cair, alat yang digunakan sebagai pipa U adalah selang, sedangkan, bahan yang digunakan adalah aquades dan dua macam minyak yang akan diteliti yaitu minyak goreng baru dan minyak goreng jelantah dari beberapa kali penggorengan.

Pertama bentuk selang menjadi berbentuk seperti pipa U, kemudian posisi kan selang yang berbentuk pipa U sedemikian rupa sehingga letaknya tidak miring dan tinggi ujung selang satu dengan ujung selang lain sama. Ukur miyak goreng jelantah atau minyak goreng baru dan aquades dengan gelas ukur sesuai dengan takaran yang telah ditentukan. Selanjutnya isi selang pipa U dengan aquades , kemudian masukkan zat cair yang akan diselidiki ke dalam selang pipa U yaitu minyak goreng baru atau minyak goreng jelantah. Percobaan dilakukan dengan melakukan dua macam perbandingan. Pertama, perbandingan antara minyak goreng baru dengan aquades dengan menggunakan volume yang berbeda-beda. Kedua, perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades dengan menggunakan volume yang

(10)

berbeda-beda juga. Setelah kedua cairan dicampur, tinggi masing-masing cairan diukur menggunakan mistar.

Pada perlakuan pertama, yaitu perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades, volume yang digunakan adalah 15 ml minyak goreng jelantah dengan 40 ml aquades. Setelah dicampurkan, tinggi cairan pada selang pipa U diukur dan didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 9,7 cm minyak goreng jelantah dan 7,3 cm aquades. Kemudian, pada perlakuan kedua, perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades, volume yang digunakan adalah 20 ml minyak goreng jelantah dengan 50 ml aquades. Setelah dicampurkan, tinggi cairan pada selang pipa U diukur dan didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 11 cm minyak goereng jelantah dan 9,6 cm aquades. Pada perlakuan ketiga, perbandingan antara minyak goreng baru dengan aquades, volume yang digunakan adalah 15 ml minyak goreng baru dengan 50 ml aquades. Setelah dicampurkan, tinggi cairan pada selang pipa U diukur dan didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 8,3 cm minyak goreng baru dan 7,2 cm aquades. Pada perlakuan keempat, perbandingan antara minyak goreng baru dengan aquades, volume yang digunakan adalah 20 ml minyak goreng baru dengan 50 ml aquades. Setelah dicampurkan, tinggi cairan pada selang pipa U diukur dan didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 10 cm minyak jelantah dan 9 cm aquades. Pada perlakuan kelima, perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades, volume yang digunakan adalah 30 ml minyak goreng jelantah dengan 50 ml aquades. Setelah dicampurkan, tinggi cairan pada selang pipa U diukur dan didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 17,5 cm minyak goereng jelantah dan 16 cm aquades. Jika dibandingkan, ketinggian minyak goreng lebih tinggi dibandingkan dengan ketinggian aquades.

Setelah didapatkan perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades dan minyak goreng baru dengan aquades, ditambahkan minyak goreng baru atau minyak goreng jelantah pada selang pipa U. Minyak yang

(11)

ditambahkan sebanyak 2 tetes dengan menggunakan pipet. Kemudian dilakukan perbandingan antara minyak goreng jelantah dengan aquades dan minyak goreng baru dengan aquades kembali. Dalam hal ini, ketinggian kedua cairan pada pipa U berubah.

Pada perlakuan pertama, setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah, didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 7,6 cm minyak goreng jelantah dan 7 cm aquades. Selisih tinggi pada minyak goreng jelantah sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah adalah 2,1 cm dan selisih tinggi pada air sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah adalah 0,3 cm. Pada perlakuan kedua, setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah, didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 10,2 cm minyak goreng jelantah dan 9,2 cm aquades. Selisih tinggi pada minyak goreng jelantah sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah adalah 0,8 cm dan selisih tinggi pada air sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak jelantah adalah 0,4 cm. Pada perlakuan ketiga, setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru, didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 7,5 cm minyak goreng baru dan 6,5 cm aquades. Selisih tinggi pada minyak goreng baru sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru adalah 0,8 cm dan selisih tinggi pada air sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru adalah 0,7 cm. Pada perlakuan keempat, setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru, didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 10 cm minyak goreng baru dan 9 cm aquades. Selisih tinggi pada minyak goreng baru sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru adalah 0,9 cm dan selisih tinggi pada air sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goren baru adalah 0,8 cm. Pada perlakuan kelima, setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah, didapatkan perbandingan tinggi kedua cairan yaitu 16 cm minyak goreng jelantah dan 13,5 cm aquades. Selisih tinggi pada minyak goreng jelantah sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah adalah 1,5 cm dan selisih tinggi pada air

(12)

sebelum dan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah adalah 2,5 cm.

Setelah didapatkan perbandinga ketinggian kedua larutan, massa jenis dari minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru dicari dengan menggunakan persamaan hidrostatika. Pada perlakuan pertama, didapatkan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,753 g/cm3 dan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,921 g/cm3. Pada perlakuan kedua, didapatkan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,873 g/cm3 dan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,902 g/cm3. Pada perlakuan ketiga, didapatkan massa jenis minyak goreng baru sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru sebesar 0,867 g/cm3_{dan massa jenis minyak goreng baru sebelum}

ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru sebesar 0,867 g/cm3_{. Pada perlakuan}

keempat, didapatkan massa jenis minyak goreng baru sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru sebesar 0,9 g/cm3 dan massa jenis minyak goreng baru sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng baru sebesar 0,901 g/cm3. Pada perlakuan kedua, didapatkan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,914 g/cm3 dan massa jenis minyak goreng jelantah sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah sebesar 0,844 g/cm3.

Keberadaan minyak goreng selalu diatas aquades disebabkan karena massa jenis minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru lebih kecil dibandingkan ketinggian aquades baik sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru maupun setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru. Hal ini sesuai dengan literature yang ada. Menurut Ketaren (2011), salah satu poin teori partikel adalah bahwa ada ruang yang tak terlihat antara partikel, dan yang lain adalah bahwa partikel selalu bergerak. Oleh karena itu, menggabungkan dua poin

(13)

tersebut, maka semakin banyak partikel bergerak, semakin besar ruang antara mereka. Oksigen dan merkuri misalnya, oksigen adalah gas pada suhu kamar, sehingga partikel ini bergerak lebih cepat daripada merkuri, yang cair pada suhu kamar, berarti bahwa, mereka memiliki kerapatan yang berbeda. Dari tinjauan ini berarti dapat disimpulkan bahwa partikel minyak goreng lebih banyak bergerak dibanding partikel air sehingga memiliki ruang kosong yang lebih besar dibanding air. Akibatnya massa jenis air akan lebih besar dibanding minyak goreng.

(14)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini adalah :

1. Massa jenis (density) suatu zat adalah kuantitas konsentrasi zat dan dinyatakan dalam massa persatuan volume.

2. Hukum tekanan hidrostatik berbunyi,”Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam sejenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama.”

3. Perbandingan ketinggian kedua cairan sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru pada 15 ml minyak goreng jelantah dengan 40 ml aquades 9,7 cm : 7,3 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,753 g/cm3_{. Pada 20 ml minyak goreng}

jelantah dengan 50 ml aquades 11 cm : 9,6 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,873 g/cm3_{. Pada 15 ml minyak goreng baru}

dengan 50 ml aquades 9,7 cm : 7,3 cm dengan massa jenis minyak goreng baru 0,867 g/cm3. Pada 20 ml minyak goreng baru dengan 50 ml aquades 10 cm : 9 cm dengan massa jenis minyak goreng baru 0,9 g/cm3. Pada 30 ml minyak goreng jelantah dengan 50 ml aquades 17,5 cm : 16 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,914 g/cm3.

4. Perbandingan ketinggian kedua cairan setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru pada 15 ml minyak goreng jelantah dengan 40 ml aquades 7,6 cm : 7 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,921 g/cm3. Pada 20 ml minyak goreng jelantah dengan 50 ml aquades 10,2 cm : 9,2 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,902 g/cm3. Pada 15 ml minyak goreng baru dengan 50 ml aquades 7,5 cm : 6,5 cm dengan massa jenis minyak goreng baru 0,867 g/cm3. Pada 20 ml minyak goreng baru dengan 50 ml aquades 10 cm : 9 cm dengan massa jenis minyak goreng baru 0,91 g/cm3. Pada 30

(15)

ml minyak goreng jelantah dengan 50 ml aquades 17,5 cm : 16 cm dengan massa jenis minyak goreng jelantah 0,844 g/cm3.

5. Keberadaan minyak goreng selalu diatas aquades disebabkan karena massa jenis minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru lebih kecil dibandingkan ketinggian aquades baik sebelum ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru maupun setelah ditambahkan 2 tetes minyak goreng jelantah atau minyak goreng baru.

B. Saran

Sebaiknya praktikan dalam melakukan praktikum harus teliti terutama pada saat pengukuran tinggi minyak dan air

(16)

DAFTAR PUSTAKA

Besari, Ismail. 2005. Kamus Fisika. Bandung : Pionir Jaya. Esvandiari, 2006.Smart Fisika SMA.Jakarta : Puspa Swara.

Giancoli, Douglas C. 2004. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.

Kanginan, Marthen. 2000. Fisika. Jakarta : Erlangga.

Peter Soedojo. 2004. Fisika Dasar. Yogyakarta : Andi Offset.

Ketaren, S., 2008. Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A. 2002. Fisika Universitas (terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.

Zulkarnain, E. 2011. Pengaruh pemanasan terhadap kejenuhan asam lemak minyak goreng sawit dan minyak goreng jagung. Jurnal Med Assoc Volume 61 Nomor 6, Juni 2011, hal. 248 – 252.

(17)

LAMPIRAN

Pengukuran aquades menggunakan gelas ukur.

Aqudes yang telah diukur.

Aqudes dimasukkan ke dalam selang pipa U

Minyak goreng jelantah yang digunakan.

Minyak goreng jelantah yang telah diukur.

Minyak goreng jelantah dan aquades dalam selang pipa U.

(18)