Fisika_Viskositas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat zat cair yang jenisnya berbeda seperti sirup dan air. Zat cair tersebut berbeda karena kekentalannya. Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi  pada zat cair tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair.

 Besarnya kekentalan zat cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekenatalan suatu zat cair. Suatu zat cair memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan ke dalamnya mendapat gaya tahanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Semakin kental suatu cairan, maka semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu.

1.2.Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini adalah untuk menentukan koefisien kekentalan zat cair dengan menggunakan hukum Stokes.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda pula.viskositas atau kekentalan adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk dibawah tekanan shear.  Molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling menggesek ketika fluida tersebut mengalir.

Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi ( gaya tarik menarik antara molekul sejenis), sedangkan dalam zat gas viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir seperti air, sebaliknya fluida yang lebih kental biasanya lebih sulit mengalir seperti minyak goreng, oli, madu, sirup dan lain-lain. Tingkat kekentalan suatu fluida juga tergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut:

a.    Suhu

Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.

b.    Konsentrasi larutan

Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.

c.    Berat molekul solute

Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau memberi beban yang berat pada cairan sehingga menaikkan viskositas.

d.   Tekanan

Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.

Ada Beberapa tipe viskometer yang digunakan:

a.    Viscometer kapiler/ Ostwald

Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara dua tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viscometer ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat dua tanda tersebut.

b.    Viscometer Hoppler

Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek= gaya berat-gaya Archimedes. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola (yang terbuat dari kaca) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel.

c.    Viscometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup, dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi di sepanjang keliling  bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat.

d.   Viscometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya dengan menempatkan sampel ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan sehingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser kedalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang diputar.

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1       Waktu dan Tempat

Praktikum mengenai viskositas ini dilaksanakan pada:

hari, tanggal    : Rabu,  05 Desember  2012

pukul               : 15.15 s.d. 17.00 WIB

tempat             : Laboratorium Teknologi Pertanian dan Terapan Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

3.2       Alat dan Bahan

Dalam percobaan kali ini, peralatan dan bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:

a.    gelas ukur

b.    neraca ohauss

c.    mistar

d.   minyak goreng bekas (minyak jelantah)

e.    jangka sorong

f.     bola pejal (kelereng)

g.    termometer

h.    stopwatch

3.3        Cara Kerja

Cara kerja dari percobaan mengenai pendulum sederhana adalah:

a.       Mengukur dan mencatat suhu dari zat cair (minyak jelantah) dengan menggunakan termometer.

b.      Mengukur dan mencatat massa jenis dari minyak jelantah tersebut dengan menggunakan rumus :

r_o= m/v

m= Massa tabung berisi zat cair-massa tabung kosong

v= volume zat cair

c.       Mengukur dan mencatat diameter bola pejal dengan menggunakan jangka sorong, mengulangnya hingga 5x percobaan dengan posisi yang berbeda-beda.

d.      Menimbang massa bola pejal (kelereng) yang akan digunakan.

e.       Memasukkan kelereng tersebut ke dalam tabung, mengamati pergerakannya.

f.       Mengukur waktu jatuh bola yaitu waktu yang dibutuhkan bola untuk berpindah dari atas ke bawah ketika tabung yang berisi minyak jelantah dan kelereng tersebut dibalik.

g.      Mengulangi percobaan ‘f’ hingga 5x.

             

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1       Hasil Percobaan

Hasil percobaan dari praktikum mengenai kekentalan zat cair ini adalah sebagai berikut:

Ø  Massa tabung yang berisi minyak jelantah adalah 107,27 gram        

Ø  Massa tabung tanpa minyak jelantah adalah 62,94 gram

Ø  Volume zat cair adalah 50 ml

Ø  Massa kelereng adalah 5,93 gram

Ø  Suhu minyak jelantah adalah 35^oC

Ø  Diameter kelereng (tabel 1)

Ø  Waktu jatuh bola (tabel 2)

Percobaan	Diameter			Percobaan	Waktu (detik)
I	1,5			I	0,086
II	1,57			II	1,05
III	1,56			III	1,17
IV	1,52			IV	0,86
V	1,57			V	0,63
Rata-rata	1,54			Rata-rata	0,76

Tabel 1                                                            Tabel 2

4.2       Pembahasan

            Dari percobaan diatas, didapatkan :

                         t = gnd

                              2gr²(r-r_o)

                        t= waktu jatuh bola (s)

                        n= koefisien kekentalan zat cair (Nm^-2s)

                        r= jari-jari bola pejal

                        g= percepatan gravitasi (9,87 ms^-2 atau 10 ms^-2)

                        d= jarak tempuh

sehingga didapat:

                        0,75=10.n.13

                                 2.10(0,77)²(5,93-0,89)

                        0,75=130n

                                 11,86(5,04)

                        0,75=130n

                                 59,77

                        0,75(59,77)=130n

                        n=44.83

                            130

                        n=0,34

Pada percobaan diatas, ketika kelereng dimasukkan ke dalam zat cair, terlihat bahwa kelereng tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cait. Kelereng tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan.

Gerakan kelereng tersebut menunjukkan bahwa ada suatu kemampuan yang dimiliki oleh minyak jelantah sehingga kecepatan kelereng itu berbeda-beda. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besar percepatannya akan semakin berkurang. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal. Sedangkan hambatan-hambatan  dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastis terhadap kecepatan kelereng.

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahawa viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk dibawah tekanan shear. Dari percobaan mengenai viskositas  (kekentalan)  tersebut juga dianggap suatu gesekan dibagian dalam suatu fluida, karena adanya viskositas ini maka untuk menggerakan salah satu lapisan fluida diatasnya lapisan lain haruslah dikerjakan gaya, dan pada saat percobaan dapat terjadi kesalahan baik yang disengaja ataupun yang tidak disengaja seperti pada penggunaan stopwatch, dan kekentalan suatu zat  dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi, tekanan dan berat molekul. Semangkin kental suatu larutan yang digunakan, maka semakin besar nilai viskositasnya, karena setiap larutan memiliki viskositas (kekentalan) yang berbeda-beda.

DAFTAR PUSTAKA

My note. Viskositas. http://wenimandasari.blogspot.com (diakses 08 Desember 2012)

Niayulaksmidewi. 28 Februari 2012. Viskositas. http://niayulaksmidewi.wordpress.com (diakses 08 Desember 2012)

Reg42. 07 Desember 2010. Laporan Prkatikum Kekentalan dan tenaga Pengaktifan. http://rega42.wordpress.com (diakses 08 Desember 2012)

Sainstechstory. 18 Desember 2011. Makalah Viskositas dan Rheologi. http://hafisimron2821.blogspot.com (diakses 09 Desember 2012)

TryBabling. 29  November 2011. Viskositas. http://kusingfisika.wordpress.com (diakses 09 Desember 2012)

Welcome. 02 Oktober 2012. Laporan Kimia Fisika Viskositas Zat Cair. http://itatrie.blogspot.com (diakses 08 Desember 2012)