LAPORAN
FISIKA
PERCOBAAN
LABORATORIUM FISIKA DASAR
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2023
NAMA : IRVY WIRAKUSUMA NIM : G051231024
GOL/KLP. : G05 / V (LIMA) TGL. PRATIKUM :
ASISTEN :
TEGANGAN PERMUKAAN
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
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]:
𝐹𝐹1 = 2𝜋𝜋 𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 (2.1)
Dengan:
F1 = Gaya ke atas akibat tegangan permukaan r = Jari – jari kapiler (cm)
y = tegangan permukaan (𝑁𝑁
�𝑀𝑀) 𝑐𝑐 = Sudut kontak (°)
Tegangan permukaaan 𝜎𝜎 (𝑛𝑛𝑐𝑐𝑛𝑛𝑛𝑛𝑐𝑐𝑛𝑛 ∶ 𝑐𝑐𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑛𝑛), 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 𝑐𝑐, dihitung berdasarkan gaya yang bekerja pada suatu belahan tetesan cairan seperti pada tegangan permukaan
GAMBAR
Gaya – gaya pada tetesan air tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:
𝜌𝜌= 2𝜎𝜎 𝑟𝑟
(2.2}
Dimana:
𝜌𝜌 = tekanan (𝑁𝑁 𝑠𝑠2
� )
𝜎𝜎 =Tegangan Permukaan (𝑁𝑁
�𝑀𝑀) r = jari – jari tetesan (m) [3].
Tegangan permukaan dirumuskan sebagai energi yang dibutuhkan untuk memperbesar permukaan suatu cairan sebesar 1 𝑐𝑐𝑠𝑠2. 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].
