LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1
Percobaan : F1
TEGANGAN PERMUKAAN Pelaksanaan Praktikum
Hari : Kamis Tanggal : 29 Februari 2024 Jam : 1 – 2
Oleh :
Nama :Delfy Henyng Pramudya NIM : 184231016
Anggota Kelompok 1 :
1. Ilham Ramadhani (184231017)
2. Aqila Jihan Mahdiyyah Syaroni (184231018)
Dosen Pembimbing : Dr. Aminatun,Ir., M.Si..
Asisten Dosen : Shifa Firnanda
LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA 2024
A. TUJUAN
Menentukan besarnya tegangan permukaan air, alkohol, dan spiritus.
B. DASAR TEORI
Salah satu sifat yang dimiliki zat cair adalah bahwa permukaan zat cair seperti membran yang teregang karena adanya tegangan, sifat tersebut lazim disebut sebagai tegangan permukaan. Ditinjau dari sudut pandang molekuler, molekul-molekul zat cair memberikan gaya tarik satu sama lain. Gaya tarik antar molekul zat cair tersebut terjadi ke semua arah sehingga molekul di dalam zat cair berada dalam kesetimbangan, demikian pula dengan molekul-molekul zat cair yang berada di permukaan. Karena zat cair memiliki tegangan permukaan, maka tetesan zat cair yang jatuh cenderung berbentuk bola serta keberadaan serangga yang dapat terapung di permukaan air.
Jika sebuah benda diletakkan pada permukaan zat cair, maka keberadaan benda tersebut akan mengganggu kesetimbangan zat cair karena ikatan molekuler antara molekul- molekul berdekatan menjadi merenggang. Sebagai akibatnya ada gaya pemulih yang berusaha menarik molekul-molekul itu kembali ke permukaan. Demikian sebaliknya ketika benda ditarik dari permukaan zat cair. Dengan demikian tegangan permukaan ( ) didefinisikan sebagai gaya (F) per satuan panjang (L) yang bekerja melintasi semua garis permukaan benda yang bersentuhan dengan permukaan zat cair. Jika benda yang dimaksud adalah permukaan kaca, maka besarnya tegangan permukaan zat cair diberikan oleh
Persamaan (1) berikut.
dengan F adalah besarnya gaya yang bekerja melepaskan kaca dari permukaan zat cair, sedangkan p dan t masing-masing adalah panjang dan tebal kaca.
Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya F persatuan panjang L yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fluida.
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar
daripada adhesi antara cairan dan udara (Hamid.2010).Tegangan permukaan bervariasi antar berbagai cairan. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi dan merupakan agen pembasah yang buruk karena air membentuk droplet, misalnya tetesan air hujan pada kaca depan mobil. Permukaan air membentuk suatu lapisan yang cukup kuat sehingga beberapa serangga dapat berjalan diatasnya (suminar, 2001).
Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adhesive berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil daripada gaya adhesinya dan pada zat yang non-adhesive berlaku sebaliknya.
Salah satu model peralatan yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak ini timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama (gaya kohesi) dan gaya tarik-menarik antara molekul zat yang berbeda (adhesi). (Ansel, 1985).
Molekul biasanya saling tarik-menarik. Di bagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan.
Sebaliknya molekul cairan yang terletak di permukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis. (Anief, 1993)
C. ALAT DAN BAHAN
1. Piranti pengukur tegangan permukaan Newton 5. Air
2. Gelas beaker 6. Alkohol
3. Termometer 7. Spiritus
4. Anak timbangan
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Menyusun peralatan percobaan seperti pada Gambar
Gambar 1. Menyusun peralatan percobaan tegangan permukaan.
2. Mengatur beban dengan cara menggeser agar ujung penunjuk skala pada papan skala diusahakan berada pada skala "0", kalau kesulitan, tepatkan penunjuk tersebut berhimpit dengan garis skala yang dekat dengan "0" dan catat skala tersebut sebagai x0.
3. Meletakkan anak timbangan 1 g pada wadah timbangan sehingga penunjuk bergeser pada garis skala lain, kemudian catat skala tersebut sebagai x1.
4. Dari langkah (2) dan (3) dapat disetarakan satu skala pada papan sekala sebanding dengan gaya pemulih yang diberikan oleh kawat baja. Misalkan x1 – x0 = 5 skala, maka 1 skala = (mg)/5 N.
5. Mengambil kembali anak timbangan dari wadah sehingga penunjuk kembali ke posisi skala sebelum anak timbangan diletakkan di wadah (posisi x0).
6. Menuangkan air pada gelas ukur, mengukur suhu air menggunakan termometer.
7. Kemudian menyelupkan secara perlahan bagian bawah keping kaca pada pada air dalam gelas ukur (jangan sampai masuk ke dalam, hanya sekedar menempel pada permukaan spiritus saja).
8. Melepaskan bagian bawah keping kaca dari permukaan air dengan cara menurunkan gelas ukur. Pada saat bagian bawah keping kaca akan terlepas dari permukaan air penunjuk akan bergeser. Mencatat posisi penunjuk pada papan skala tersebut, posisi tersebut disebut x2.
9. Mengulangi langkah (6) dan (7) sebanyak 5 kali
10. Melakukan lagi langkah (6), (7), (8)dan (9) masing-masing untuk alkohol dan spiritus 11. Mengukur panjang dan tebal kaca menggunakan jangka sorong.
K. LAMPIRAN
Gambar 1. Data Hasil Pengamatan
Gambar 2. Penimbangan anak timbangan Gambar 3. Pengecekan suhu air
Gambar 4. Percobaan dengan air Gambar 5. Percobaan dengan alkohol
Gambar 6a. Pengecekan ketebalan kaca Gambar 6b. Pengecekan ketebalan kaca
