KAPILARITAS

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com

KAPILARITAS

MATERI POKOK

1.

Pengertian Kapilaritas

2.

Penentuan Kenaikan atau Penurunan Kapilaritas

3.

Peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari

4.

Keuntungan kapilaritas dalam Kehidupan Sehari-hari

5.

Kerugian Kapilaritas dalam Kehidupan Sehari-hari

TUJUAN PEMBELAJARAN

1.

Menjelaskan gejala kapilaritas

2.

Menganalisis persamaan gejala kapilaritas

3.

Menemukan contoh gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari

4.

Menemukan keuntungan gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari

5.

Menemukan kerugian gejala kapilaritas

KATA KUNCI

1.

Adhesi

2.

Celah Sempit

3.

Diameter

4.

Gejala Kapiler

5.

Kohesi

6.

Pipa kapiler

7.

Pipa Rambut

8.

Sudut Kontak

9.

Tegangan Permukaan

PENGANTAR

Pada musim hujan, sering ditemukan bagian dalam tembok rumah menjadi lembab

atau basah. Padahal, tembok tersebut tidak terkena hujan. Atau, kadang kita menemukan

lantai rumah menjadi basah, padahal tidak ada air yang tumpah di atasnya. Mengapa

peristiwa ini bisa terjadi?

Atau peristiwa yang satu ini juga sering kita alami. Ketika merendam pakaian di

dalam ember, mungkin ada bagian pakaian yang tidak terendam ke dalamnya. Setelah

beberapa saat kemudian, bagian yang tidak terendam tersebut ikut menjadi basah.

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com

Mengapa bisa terjadi demikian? Apakah peristiwa ini ada kaitannya dengan meresapnya

air hujan pada bagian dalam tembok rumah?

Penjelasan jawaban mengenai kedua peristiwa di atas akan dibahas pada materi ini,

yaitu tentang kapilaritas. Selain kedua peristiwa di atas, juga akan dijelaskan beberapa

contoh peristiwa yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan

dengan kapilaritas. Dari peristiwa tersebut, juga akan dijelaskan tentang keuntungan dan

kerugian dari kapilaritas.

MATERI

1.

Apa itu kapilaritas?

Kapilaritas atau gejala kapiler adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair melalui

celah sempit atau pipa rambut yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair. Celah

sempit atau pipa rambut ini disebut sebagai pipa kapiler. Kapilaritas ini terjadi karena

pengaruh adhesi dan kohesi. Semakin sempit diameter pipa semakin besar kenaikan

zat cair.

2.

Bagaimanakah pengaruh adhesi dan kohesi terhadap peristiwa kapilaritas?

Zat cair akan naik melalui pipa kapiler apabila zat cair membasahi tabung yaitu

ketika gaya adhesi zat cair lebih besar daripada gaya kohesi. Hal ini disebabkan gaya

tegangan permukaan sepanjang dinding tabung bekerja ke arah atas. Ketinggian

maksimum terjadi pada saat gaya tegangan permukaan setara atau sama dengan berat

zat cair yang berada dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair akan turun apabila zat cair

tidak membasahi tabung yaitu pada saat gaya kohesi lebih besar daripada gaya adesi.

Ketika permukaan zat cair naik di dalam pipa kapiler sudut kontak yang terbentuk

kurang dari 90

⁰

dan ketika permukaan zat cair turun di dalam pipa kapiler maka sudut

kontak yang terbentuk lebih dari 90

⁰

. Sudut kontak merupakan sudut yang terbentuk

oleh lengkungan. Kohesi merupakan gaya tarik menarik antara molekul-molekul dalam

zat sejenis, sedangkan adhesi merupakan gaya tarik menarik antara molekul-molekul zat

yang tidak sejenis.

3.

Bagaimanakah menentukan kenaikan atau penurunan kapilaritas cairan?

Untuk memahami bagaimana menentukan kenaikan atau penurunan cairan pada

pipa kapiler, perhatikanlah gambar berikut ini.

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com

Permukaan zat cair mengadakan kontak dengan pipa sepanjang

2



r. Gaya tegangan permukaan di tiap-tiap titik membentuk

sudut



dengan garis vertikal. Dari persamaan tegangan

permukaan, diperoleh

Fd. d merupakan pipa yang mengdakan kontak dengan zat cair yang besarnya

2



r. oleh karena itu,

resultan gaya ke atas adalah:

  

2 r cos

F

---(1)

Berat zat cair dalam pipa setinggi h ialah w = mg. Karena

V

m ,

V



Ah

, dan A r2, maka persamaan (1) di atas dapat ditulis menjadi:

hg

r

w





2

---(2)

Resultan gaya yang mengangkat zat cair ke atas = gaya berat zat cair dalam pipa

setinggi h, yaitu:

W

F

---(3)

Dengan mensubtitusi persamaan (1) dan (2) ke dalam persamaan (3), maka diperoleh

persamaan 2



r



cos



=



r

2

_{hg. Persamaan ini dapat disederhanakan menjadi:}

gr

cos

2

h









---(4)

Keterangan:



h

kenaikan atau penurunan cairan dalam pipa kapiler (m)





tegangan permukaan (N.m

-2

)

 

sudut kontak (

0

)





massa jenis (kg.m

-3

)



g

percepatan gravitasi bumi (9,8 m.s

-2

₎



r

jari-jari pipa kapiler (m)

Jadi, persamaan di atas adalah persamaan umum yang digunakan untuk menentukan

kenaikan atau penurunan airan dalam pipa kapiler.

4.

Bagaimanakah contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari?

Beberapa contoh perisitiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai

berikut.

a.

Naiknya air dan zat hara nelalui akar pada tumbuhan hijau

b.

Naiknya minyak pada sumbu lampu minyak

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com

c.

Menetesenya air pada ujung kain atau pada ujung kertas.

d.

Menyebarnya tinta di atas permukaan kertas

e.

Air yang tergenang dapat diserap oleh kain pel maupun spons.

f.

Basahnya dinding dalam rumah pada waktu musim hujan.

5.

Bagaimanakah manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari?

Manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalahs sebagai berikut.

a.

Pada manusia: hemoglobin (Hb) akan mengambil oksigen dari paru-paru akan

dilepaskan pada saat sel darah merah (eritrosit) melewati pembuluh kapiler.

b.

Pada ikan: filamen pada pembuluh darah insang mengandung pembuluh kapiler

untuk memudahkan proses pertukaran oksigen dan karbondioksida.

c.

Pada tumbuhan: rambut akar dan batang tumbuhan terdiri dari pembuluh kapiler

sehingga air dan zat hara dari dalam tanah akan naik menuju batang, dahan, dan

ranting tumbuhan.

6.

Bagaimanakah kerugian kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari?

Kerugian kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

a.

Dinding rumah bagian dalam menjadi basah pada musim hujan. Air hujan yang

mengenai dinding luar dapat merembes ke dinding dalam melalui pori-pori dinding.

Pori-pori dalam dinding terbentuk karena campuran adukan semen yang tidak tepat

(terlalu banyak mengandung air). Untuk mengatadi masalah ini, tentu saja campuran

adukan semen haruslah tepat, sehingga tidak terbentuk pori-pori yang dapat

berfungsi sebagai pipa kapiler.

b.

Lumut yang menempel pada dinding

c.

Cat pada dinding rumah menjadi rusak karena air yang diserap oleh dinding.

RANGKUMAN

1.

Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair di dalam pipa kapiler.

2.

Kapilaritas terjadi karena adanya gaya kohesi dan adhesi.

3.

Persamaan untuk menentukan kenaikan atau penurunan pipa zat cair pada pipa

kapiler:

gr

cos

2

h









4.

Contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari:



Naiknya air dan zat hara nelalui akar pada tumbuhan hijau



Naiknya minyak pada sumbu lampu minyak

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com



Menyebarnya tinta di atas permukaan kertas



Air yang tergenang dapat diserap oleh kain pel maupun spons.



Basahnya dinding dalam rumah pada waktu musim hujan.

SOAL-SOAL

1.

Percobaan tentang tetesan air di atas daun keladi diperoleh data sebagai berikut.

No Nama Zat

Hasil Pengamatan

1.

Air murni

Tidak membasahi permukaan daun

dan air berbentuk bulat

2.

Air murni bercampur

sabun

Membasahi permukaan daun dan air

menyebar

Uraikanlah pernyataan yang sesuai dengan hasil pengamatan tersebut!

Penjelasan:

Air murni berbentuk bulatan dan tidak membasahi daun disebabkan karena gaya

kohesi air lebih besar daripada gaya adhesi air dengan permukaan daun. Saat

menambahkan deterjen ke air murni gaya kohesi air menurun sehingga air tidak lagi

berbentuk bulatan melainkan mehyebar membasahi daun.

2.

Tuliskan minimal 3 gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari!

Contoh gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari

a.

Merembesnya air pada dinding rumah

b.

Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor/lampu minyak tanah

c.

Menyebarnya tinta pada tissue/kertas

d.

Penyerapan air oleh akar tanaman

e.

Air yang membasahi serbet/tissue

PEMBAHASAN SOAL-SOAL

1.

Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam pipa kapiler berbanding lurus

dengan…

A.

sudut kontak permukaan fluida dan jari-jari pipa kapiler

B.

jari-jari pipa kapiler dan massa jenis fluida

C.

massa jenis fluida dan tegangan permukaan

D.

tegangan permukaan fluida dan sudut kontak permukaan fluida

E.

sudut kontak permukaan fluida dan jari-jari pipa kapiler

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Ke lima Jilid 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga.

SYAMSUL BAHRI - 2016

dosenmuda.com

Sears, F. W. dan Zemansky, M.W. 2001. Fisika universitas jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Serway , A. Raymond dan John W. Jewett. 2009. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta:

Penerbit Salemba Teknika.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan

Dr. Bambang Soegijono). Jakarta: Erlangga.

Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002.

Fisika Universitas, Terjemahan.

Erlangga : Jakarta.