LAPORAN
FISIKA
PERCOBAAN
LABORATORIUM FISIKA DASAR
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2023
NAMA : ANDI ANDHIKA NIM : G051231105 GOL/KLP. : G05 / V (LIMA) TGL. PRATIKUM : 25 SEPTEMBER 2023 ASISTEN : REYNOLD RIZALDI TEGANGAN PERMUKAAN
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...i
DAFTAR TABEL...ii
DAFTAR GAMBAR...iii
BAB 1...1
Pendahuluan...1
I.1 Latar Belakang...1
I.2 Ruang Lingkup...2
I.3 Tujuan...2
I.3.1 Tujuan umum percobaan...2
I.3.2 Tujuan khusus percobaan...2
BAB II...3
TINJAUAN PUSTAKA...3
II.1 Tegangan Permukaan...3
II.2 Faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan...5
BAB III...7
METODOLOGI PERCOBAAN...7
III.1 Alat Dan Bahan...7
III.1.1...7
III.2 Prosedur Percobaan...10
BAB IV...12
HASIL DAN PEMBAHASAN...12
IV.1 HASIL...12
IV.1.1 TABEL DATA...12
IV.1.2 Pengolahan Data...12
IV.2 Pembahasan...13
BAB V...15
PENUTUP...15
V.1 kesimpulan...15
V.2 Saran...15
V.2.1 Saran untuk asisten...15
Seharusnya asisten lebih serius dan lebih jelas lagi dalam memberikan instruksi serta memperhatikan proses pengamatan dan penggunaan alat bahan oleh praktikan karena umtuk mencegah terjadinya kesalahan dan kecelakaan...15
V.2.2 Saran untuk laboratorium...15
DAFTAR PUSTAKA...16
LAMPIRAN A...17
PUSTAKA...17
LAMPIRAN B...24
PENGOLAHAN DATA...24
b. Menentukan massa jenis dengan koreksi...25
c. Tegangan permukaan tanpa koreksi...26
d. Tegangan permukaan dengan koreksi...27
DAFTAR TABEL
Tabel IV. 1 data pengukuran aquades...12
Tabel IV. 2 data pengukuran alkohol...12
Tabel IV. 3 Data Hasil Pengolahan Massa Jenis...12
Tabel IV. 4 Data Hasil Pengolahan Massa Jenis dengan Koreksi...12
Tabel IV. 5 Data Hasil Pengolahan Tegangan Permukaan tanpa Koreksi...13
Tabel IV. 6 Data Hasil Tegangan Permukaan dengan Koreksi...13
DAFTAR GAMBAR
Gambar II. 1 Metode Kenaikan Kapiler...3
Gambar II. 2 gaya gaya yang bekerja pada tetesan air...4
Y Gambar III. 1 Statis...7
Gambar III. 2 Buret tetes...7
Gambar III. 3 Gelas ukur...8
Gambar III. 4 termometer...8
Gambar III. 5 Neraca ohaus...9
Gambar III. 6 Aquades...9
Gambar III. 7 Alkohol...10
BAB 1 Pendahuluan I.1 Latar Belakang
Tegangan permukaan merupakan sebuah fenomena pada fluida yang mengakibatkan suatu kecendrungan sebuah fluida umtuk menegang shingga permukaannya tampak seperti tertutup sebuah membran elastis. Fenomena tegangan permukaan sangat erat kaitannya dengan kehidupan sehari – hari, contohnya dapat dilihat dari fenomena air hujan yang tidak menempel pada kaca dan air sabun yang dapat membersihkan pakaian dengan mudah dan cepat sedangkan air biasa tidak bisa melakukan hal tersebut. Deterjen atau sabun berperan dengan cara mengurangi tegangan permukaan, molekul dalam jumlah besar harus bergerak ke arah antarmuka.
Tegangan permukaan adalah ungkapan gaya persatuan Panjang yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap sembarang garis atau irisan yang bekerja pada permukaan cairan yang cenderung menarik permukaan cairan untuk menutup. Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dapat dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesif berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari gaya adesifnya dan pada zat yang non – adesif berlaku sebaliknya. Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler [1].
Oleh karena itu percobaan tegangan permukaan ini penting dilakukan untuk memahami dan menganalisa fenomena – fenomena tegangan permukaan dalam kehidupan sehari – hari. Besarnya tegangan permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor, faktornya antara lain yaitu; cairan, suhu, tekanan, massa jenis konsentrasi zat terlarut dan juga kerapatan. Berdasarkan teori yang ada, salah satu faktor yang
mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis. Semakin besar massa jenisnya maka akan semakin rapat muatan, muatan atau partikel, partikel dari cairan tersebut. Kerapatan ini dapat menyebabkan semakin besarnya gaya yang dierlukan untuk memecahkan permukaan tersebut.
I.2 Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari percobaan ini adalah pengenalan mengenai alat ukur yang akan digunakan, serta mengetahui faktor – faktor yang terjadi atau yang mempengaruhi hasil percobaan
I.3 Tujuan
I.3.1 Tujuan umum percobaan
1. memahami sifat – sifat tegangan permukaan cair
2. mengetahui prosedur pengukuran tegangan permukaan dengan cara tetes I.3.2 Tujuan khusus percobaan
1. mengetahui teori dan rumus yang digunakan dalam praktikumtegangan permukaan
2. menghitung koefisien tegangan zat cair
3. menyimpulkan hasil – hasil pengukuran tegangan permukaan zat cair yang diperoleh dari pengamatan di laboratorium
4. mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi hasil percobaan tegangan permukaan
5. mengadakan koreksi terhadap hasil percobaan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA II.1 Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan adalah kecendrungan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Untuk menentukan tegangan permukaan dapat digunakan pipa kapiler, dimana tegangan permukaan air pada pipa kapiler ada hubungannya dengan nilai permukaan air pada pipa kapiler ada hubungannya dengan nilai tegangan permukaan air tersebut.
Gambar II. 1 Metode Kenaikan Kapiler
Kenaikan atau penurunan cairan dalam kapiler disebabkan oleh adanya tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan cairan yang menyentuh dinding sepanjang keliling pipa. Besarnya gaya ke atas akibat tegangan permukaan diberikan persamaan [2]:
F1=2π ry cosθ (2.1)
Dengan:
F1 = Gaya ke atas akibat tegangan permukaan r = Jari – jari kapiler (cm)
y = tegangan permukaan ( N M )
θ = Sudut kontak ( °¿
Tegangan permukaaan σ(notasi:sigma) , bekerja pada bidang permukaan yang sama di semua titik. Adanya tegangan permukaan akan meminimalkan luas permukaan. Adanya tegangan permukaan tersebut menaikkan tekanan di dalam suatu tetesan cairan. Untuk suatu tetesan cairan dengan jari – jari r, tekanan internal p diperlukan untuk mengimbangi gaya Tarik karena tegangan permukaan θ , dihitung berdasarkan gaya yang bekerja pada suatu belahan tetesan cairan seperti pada tegangan permukaan
Gambar II. 2 gaya gaya yang bekerja pada tetesan air
Gaya – gaya pada tetesan air tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:
ρ=2σ r
(2.2}
Dimana:
ρ = tekanan ( N m2 )
σ =Tegangan Permukaan ( N M ) r = jari – jari tetesan (m) [3].
Tegangan permukaan dirumuskan sebagai energi yang dibutuhkan untuk memperbesar permukaan suatu cairan sebesar 1cm2 . Tegangan permukaan adalah
energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan luas permukaan cairan dalam berbagai unit, biasanya duiukur dengan dyne / cm atau mN / m. tegangan permukaan disebabkan karena adanya gaya Tarik menarik dari molekul cairan. Pada cairan terdapat molekul – molekul yang tersebar di bawah permukaan dan permukaan cairan molekul – molekul ini saling Tarik menarik molekul di bawahnya yang mencoba menarik ke tubuh cairan sehingga menyebabkan cairan mengmbil bentuk yang memungkinkan luas permukaan menjadi sekecil mungkin. Besarnya energi yang mengendalikan bentuk cairan tersebut dinamakan tegangan permukaan. Semakin besar ikatan antar molekul – molekul dalam cairan, semakin besar pula tegangan permukaan dan sebaliknya semakin kecil ikatan antar molekul – molekul dalam cairan, semakin kecil pula tegangan permukaan [4].
Tegangan permukaan juga berhubungan dengan tegangan antarmuka. Tegangan antarmuka merupakan gaya persatuan Panjang yang terjadi pada antar muka.
Sebanding dengan tegangan permukaan, tetapi nilai tegangan antar muka akan selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan. Contoh peristiwa yang membutuhkan adanya tegangan permukaan, antara lain, peristiwa garum, silet, penjepit kertas atau nyamuk yang dapat mengapung di permukaan air, butiran – butiran embun yang berbentuk bola di permukaan daun talas. Beberapa gejala tegangan yang sering muncul adalah pada sebuah pipet yang akan mengeluarkan fluida setetes demi setetes dan tidak mengalir [5].
II.2 Faktor – faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan 1. Suhu
Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya energi kinetik molekul. Pada umumnya, melalui tegangan permukaan zat cair berkurang dengan adanya kenaikan suhu.
2. Zat terlarut
Penambahan zat terlarut akan meningkatkan visikositas larutan sehingga tegangan pada permukaan akan bertambah besar. Tetapi apabila zat yang berada di permukaan cairan membentuk lapisan menomolekular, maka akan menurunkan tegangan permukaan, zat tersebut biasanya disebut surfaktan.
3. Surfaktan
Surfaktan adalah zat yang mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan memiliki orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus.
4. Jenis cairan
Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antar molekulnya besar seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya antar molekulnya kecil maka TP-nya juga kecil.
5. Konsentrasi zat terlarut (solut)
Suatu larutan biner mempunyai pengaruh terhadap sifat – sifat larutan termasuk tegangan antarmuka dan adsorbs pada permukaan larutan. Telah diamati bahwa, solut yang ditambahkan ke dalam larutan akanmenurunkan tegangan muka, karena mempunyai konsentrasi di permukaan yang lebih besar daripada di dalam larutan. Sebaaliknya, solute yang penambahannya ke dalam larutan menaikkan tegangan, maka memiliki konsentrasi di permukaan
< di dalam larutan [5].
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Alat Dan Bahan
III.1.1 1. Statif
Gambar III. 1 Statis
Statif berfumgsi untuk menjepit atau menyangga buret tetes
2. Buret tetes
Gambar III. 2 Buret tetes
Buret tetes berfungsi untuk meneteskan alcohol dan aquades ke dalam gelas ukur
3. Gelas ukur
Gambar III. 3 Gelas ukur
Gelas ukur berfungsi untuk menampng tetesan zatcair yang dalam percobaan ini adalah aquades dan alcohol
4. Termometer
Gambar III. 4 termometer
Thermometer berfungsi untuk mengatur suhu dari aquades dan alkoshol
5. Neraca ohaus
Gambar III. 5 Neraca ohaus
Neraca ohaus berfungsi untuk mengukur massa benda (gelas ukur) sebelum dan sesudah diidi aquades dan alcohol
6. Aquades
Gambar III. 6 Aquades
Aquades berfungsi sebagai bahan yang diukur massanya menggunakan neraca ohaus, suhunya menggunakan thermometer, volumenya menggunakan gelas ukur, serta jumlah tetesannya
7. Alcohol
Gambar III. 7 Alkohol
Alkohol berfungsi sebagai bahan yang diukur massanya menggunakan neraca ohaus, suhunya menggunakan thermometer, volumenya menggunakan gelas ukur, serta jumlah tetesannya
III.2 Prosedur Percobaan
1. Menyiapkan alat dan bahan
2. Mengkalibrasi neraca ohaus setiap kali akan digunakan
3. Mengukur massa gelas ukur yang masih kosong menggunakan neraca ohaus 4. Mengukur suhu aquades sebsnyak tiga kali menggunakan thermometer 5. Memasang buret tetes pada statif
6. Memasukkan aquades kedalam pipet tetes 7. Meletakkan gelas ukur dibawah buret tetes
8. Memutar stopwatch kemudian menghitung jumlah tetesan aquades saat volume 3 ml, 6 ml, dan 9 ml
9. Mengukur massa gelas ukur yang berisi 3 ml, 6 ml, dan 9 ml aquades
10. Mengukur massa gelas ukur setelah kosong setiap kali aquades 3 ml, 6 ml, dan 9 ml dikeluarkan
11. Mengulangi proseur pekerjaan yang sama pada alcohol
12. Mencatat hasil pengamatan pada table data
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 HASIL
IV.1.1 TABEL DATA
Tabel Data Aquades
No Vol (ml) Mo (gr) Ma (gr) ∆�(gr) N tetesan T°�
1. 3 27,5 30,5 3 83 30°�
2. 6 27,6 32,5 6,1 175 29°�
3. 9 27,6 37,5 9,9 200 29°�
IV.1.1 2 Tabel Data Alkohol
No Vol(ml) Mo (gr) Mal( gr) ∆� N tetesan T℃
1. 3 27,5 29,9 2,4 75 30℃
2. 4 27,6 32,6 5 152 30℃
3. 5 27,6 35,6 6 192 30℃
IV.3 Pembahasan
Tegangan permukaan adalah fenomena fisika yang terjadi diantarmuka antara dua fase, seperti antara cairan dan udara atau antara cairan dan padatan. Hal ini terjadi karena molekul-molekul di permukaan cairan memiliki gaya tarik-menarik antarmolekul yang berbeda dengan molekul di dalam cairan. Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja per satuan panjang pada garis tepi permukaan cairan.Konsep tegangan permukaan didasarkan pada sifat kohesi antarmolekul dalam cairan. Molekul-molekul di dalam cairan saling menarik satu
sama lain, menciptakan gaya kohesi yang memungkinkan cairan membentuk lapisan permukaan yang lebih padat. Ini menghasilkan tegangan permukaan, yaitu kekuatan yang berusaha untuk meminimalkan luas permukaan cairan.Pengukuran tegangan permukaan umumnya dilakukan dengan metode pengukuran sudut kontak. Metode ini melibatkan pengukuran sudut kontak antara permukaan cairan dengan permukaan padatan yang bersentuhan dengannya. Sudut kontak yang lebih kecil menunjukkan adanya tegangan permukaan yang lebih tinggi. Pengukuran sudut kontak ini memberikan informasi tentang sejauh mana cairan dapat menyebar di atas permukaan padatan, dan dengan demikian, dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan.Tegangan permukaan memiliki banyak aplikasi dalamkehidupan sehari-hari. Misalnya, dalam pembuatan sabun, deterjen, cat, dan produk-produk lain yang melibatkan emulsi atau dispersi. Dalam pembuatan sabun, tegangan permukaan memainkan peran penting dalam memperbaiki kemampuan sabun untuk membersihkan kotoran dan minyak dari permukaan. Ketika sabun diterapkan pada permukaan yang kotor, tegangan permukaan yang tinggi memungkinkan sabun untuk melapisi kotoran dan minyak, sehingga mereka dapat diangkat dan dihilangkan saat dibilas.Pada proses pewarnaan atau pencat, tegangan permukaan juga berperan penting. Tegangan permukaan yang tinggi memungkinkan cat untuk menyebar dengan baik di atas permukaan yang akan dicat, menghasilkan lapisan yang rata dan halus. Tanpa tegangan permukaan yang cukup, cat dapat membentuk tetesan atau retakan yang tidak diinginkan, menghasilkan hasil yang tidak memuaskan.Beberapa faktor dapat mempengaruhi tegangan
permukaan. Salah satunya adalah suhu. Tegangan permukaan cenderung menurun seiring peningkatan suhu, karena energi kinetik molekul meningkat. Selain itu, jenis cairan juga mempengaruhi tegangan permukaan. Setiap cairan memiliki tegangan permukaan yang berbeda berdasarkan komposisinya dan interaksi antarmolekulnya. Misalnya, air memiliki tegangan permukaan yang relative tinggi, sedangkan minyak memiliki tegangan permukaan yang lebih rendah.
BAB V PENUTUP V.1 kesimpulan
1. Teori dan rumus yang digunakan dalam tegangan permukaan yaitu untuk mencari nilai massa jenis , massa jenis dengan koreksi, tegangan permukaan, dan tegangan permukaan dengan koreksi
2. Koefisien tegangan zat cair dapat dituliskan dengan perbandingan tegangan permukaan zat cair yang telah diketahui harga Yag – nya
3. Hasil yang diperoleh dari percobaan tegangan permukaan zat cair di laboratorium belum sempurna karena masih ada data yang belum akurat 4. Faktor – faktor yang dapat mempengaruhi hasil percobaan tegangan
permukaan yaitu hasil pengukuran, pengambilan data, dan suhu badan
5. Koreksi terhadap hasil percobaan dilakukan karena terdapat variabel – variabel yang dalam proses pengamatan dapat dipengaruhi oleh faktor eksternal
V.2 Saran
V.2.1 Saran untuk asisten
Seharusnya asisten lebih serius dan lebih jelas lagi dalam memberikan instruksi serta memperhatikan proses pengamatan dan penggunaan alat bahan oleh praktikan karena umtuk mencegah terjadinya kesalahan dan kecelakaan
V.2.2 Saran untuk laboratorium
Sebaiknya kebersihan lab lebih ditingkatkan lagi, serta alat dan bahan mungkin bisa dirawat atau diperbaiki agar tidak terjadi kesalahan dalam pengukuran
DAFTAR PUSTAKA
[1] S. Fayanto dan M. Tafur. “penentuan kualitas sabun cuci melalui tegangan permukaan berbantuan tracking dengan menggunakan software logger pro” Jurnal pascasarjana Pendidikan fisika UADY. No.1, Vol.2, hh. 1-2, 2018
[2] W. Rahmadhani dan M. Taifur. “penggunaan teknik tracking pada perangkat lunak logger pro untuk menentukan tegangan permukaan air pada varian suhu” Jurnal Universitas Negeri Semarang No. 1, Vol.2, hh.1-2, 2018
[3] Asrari, dkk. 2021. Mekanika fluida dasar. Malang : Qiara media
[4] G. Hambali, dkk. 2020. Teknologi Surfaktan dan Aplikasinya. Bogor : IPB
[5] G. Juliyanto, dkk. “Menentukan tegangan permukaan zat cair. “ Jurnal kajian Pendidikan sains. No.2, Vol.2, hh.176-178. 2018
LAMPIRAN A PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
LA MPIRAN B
PENGOLAHAN DATA A. Massa jenis
1.Aquades Paqn= 𝑀� gr/��3
𝑉�
● Paq1 =
3
● Paq2 =
6
● Paq3=
9
= 1 gr/��3
= 0,983333333 𝑔𝑟/��3
= 1,1 𝑔𝑟/��3
3 5,9
9,9
� = 1+0,983333333+1,1
= 3,083333333
= 1,027777778 𝑔𝑟/��3
3 3
2.Alkohol Paln = 𝑀�
𝑉� 𝑔𝑟/��3
● Pal1 = 2,4 = 0,8 𝑔𝑟/��3
3
● Pal2 = 5 = 0,833333333 𝑔𝑟/��3
6
● Pal3 = 8 = 0,888888888 𝑔𝑟/��3
9
� = 0,8+0,833333333+0,888888888 3
B. Massa jenis dengan koreksi 1.Aquades
Paqkn = 𝑃𝑎𝑞� (1+𝐵𝑎𝑞 𝑇�) 1+25 𝐵𝑎𝑞
= 2,522222221
= 0,84074074 𝑔𝑟/��3
3
● Paqk1 = 1 (1+2.10−4×30)
1+25× 2.10−4
= 1.006
1.005
= 1.001 𝑔𝑟/��3
● Paqk2 = 0,983333333 (1+2.10−4×29) 1+25×2.10−4
= 0.983412122 1.000005
= 0.983404487𝑔𝑟/��3
1,1 (1+2.10−4 ×29)
● Paqk3 = 1+25×2.10−4
= 1.00058
1.0005
= 1.00007996 𝑔𝑟/��3
�𝑎𝑞� = 1.001+0,983400487+1.00007996 3
= 2.984480447 3
= 0,994826815𝑔𝑟/�� 3 2.Alkohol
Palkn = 𝑃𝑎𝑙��+𝐵𝑎𝑙.𝑇�) 1+25 𝐵𝑎𝑙
● Palk1 = 0,8 (1+4,9.10−4×30 1+4,9.10−4
1,01225
= 0,80193628𝑔𝑟/��3
0,833333333(1+4,9.10−4 ×30)
● Palk2 = 1+4,9.10−4
= 0,45583333
1,01225
= 0,450316947 𝑔𝑟/��3
● Palk3 = 1,1(1+4,9.10−4×30) 1+4,9.10−4
= 1,11617
1,00049
= 1.1157𝑔𝑟/��3
�𝑎𝑙� = 0,80193628+0,450316947+1.1157
= 2,367953227
= 0,789317742𝑔𝑟/��3
3 3
C. Tegangan permukaan
1.tegangan permukaan tanpa koreksi
𝛾𝑎𝑙� = 𝑁𝑎𝑞� .𝑃𝑎𝑙�
× 𝛾𝑎𝑞
𝑁𝑎𝑙�.𝑃𝑎𝑞�
● 𝛾𝑎𝑙1 = 83.0,8 75.1
× 72,8
= 66,4 × 72,8 = 64,45226667
75
● 𝛾𝑎𝑙2 = 175.0,833333333 125.0,983333333
× 72,8
= 145,8333333
122,9166663 × 72,8 = 86,37288159
● 𝛾𝑎𝑙3 = 200.0,888888888 192.1,1
× 72,8
= 177,7777776 × 72,8 = 61,27946067
211.2
3
= 212,10460933 3
= 70,70153643
2. tegangan permukaan dengan koreksi 𝛾𝑞𝑎𝑙�� = 𝑁𝑎𝑞�.𝑃𝑎𝑙��
𝑁𝑎𝑙�.𝑃𝑎𝑞�
× 𝛾𝑎𝑞
● 𝛾𝑎𝑙�1 = 83.0,8193628 75.1.001
× 72,8 = 9,062316578
● 𝛾𝑎𝑙�2 = 175.0,45583333 152.0.983404487
× 72,8 = 38,5077904
● 𝛾𝑎𝑙�3 = 200.1,1157 192.1,00007996
× 72,8 = 84,60048535
∑𝛾𝑎𝑙� = 9,062316578+38,5077904+84,60048535
= 132,1705923
= 44,0568641
