BERAT JENIS ZAT PADAT DAN ZAT CAIR M.1 I. TUJUAN 1) Menentukan berat jenis zat padat berbentuk balok 2) Menentukan berat jenis zat padat yang tidak beraturan 3) Menentukan berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca teknis 4) Menentukan berat zat cair dengan Piknometer 5) Menentukan berat jenis zat cair dengan Neraca Morh 6) Mengenal dan belajar mempergunakan alat-alat yang bersangkutan 7) Melatih ketelitian dalam mengukur II. DASAR TEORI 1. FLUIDA Fluida adalah zat alir adalah zat dalam keadaan bisa mengalir. Ada dua macam fluida yaitu cairan dan gas. Salah satu ciri fluida adalah kenyataan bahwa jarak antara dua molekulnya tidak tetap, bergantung pada waktu. Ini disebabkan oleh lemahnya ikatan antara molekul yang disebut kohesi. Gaya kohesi antara molekul gas sangat kecil jika dibandingkan gaya kohesi antar molekul zat cair. Ini mnyebabkan molekul-molekul gas menjadi relatif bebas sehingga gas selalu memenuhi ruang. Sebaliknya molekul-molekul zat cair terikat satu sama lainnya sehingga membentuk suatu 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BERAT JENIS ZAT PADAT DAN ZAT CAIR
M.1
I. TUJUAN
1) Menentukan berat jenis zat padat berbentuk balok
2) Menentukan berat jenis zat padat yang tidak beraturan
3) Menentukan berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca teknis
4) Menentukan berat zat cair dengan Piknometer
5) Menentukan berat jenis zat cair dengan Neraca Morh
6) Mengenal dan belajar mempergunakan alat-alat yang bersangkutan
7) Melatih ketelitian dalam mengukur
II. DASAR TEORI
1. FLUIDA
Fluida adalah zat alir adalah zat dalam keadaan bisa mengalir. Ada dua macam
fluida yaitu cairan dan gas. Salah satu ciri fluida adalah kenyataan bahwa jarak antara dua
molekulnya tidak tetap, bergantung pada waktu. Ini disebabkan oleh lemahnya ikatan antara
molekul yang disebut kohesi.
Gaya kohesi antara molekul gas sangat kecil jika dibandingkan gaya kohesi antar
molekul zat cair. Ini mnyebabkan molekul-molekul gas menjadi relatif bebas sehingga gas
selalu memenuhi ruang. Sebaliknya molekul-molekul zat cair terikat satu sama lainnya
sehingga membentuk suatu kesatuan yang jelas meskipun bentuknya sebagian ditentukan
oleh wadahnya.
Akibat yang lainnya adalah sifat kemampuannya untuk dimampatkan.Gas bersifat
mudah dimampatkan sedangkan zat cair sulit.Gas jika dimampatkan dengan tekanan yang
cukup besar akan berubah manjadi zat cair. Mekanika gas dan zat cair yang bergerak
mempunyai perbedaan dalam beberapa hal, tetapi dalam keadaan diam keduanya
mempunyai perilaku yang sama dan ini dipelajari dalam statika fluida.
Tinjauan dalam statika fluida bersifat makroskopik.Dan karenanya ketika kita
mengambil elemen volume yang sangat kecil, maka volume ini masih jauh lebih besar dari
ukuran mölekul-mölekul pembentuk fluida tersebut.
1
2. TEKANAN FLUIDA
Definisi Tekanan
Tekanan dalam mekanika benda titik unsur dinamika yang utama adalah gaya, maka
dalam mekanika fluida unsur itu adalah tekanan.Tekanan adalah gaya yang dialami oleh
suatu titk pada suatu permukaan fluida persatuan luas dalam arah tegak lurus permukaan
tersebut. Secara matematik tekanan P didefinisikan melalui hubungan
dF=pdA,
dimana dF adalah gaya yang dialami oleh elemen luas dA dari permukaan fluida.
Sehingga gaya yang bekerja pada suatu luas A adalah:
F = mg = rAhg
Tekanan, p, adalah:
p = F/A =rAhg / A = rgh
Tekanan fluida sebanding dengan rapat massa dan kedalaman dalam fluida
Secara mikroskopik gaya ini merupakan pertambahan momentum per satuan waktu
yang disebabkan oleh tumbukan molekul-molekul fluida di permukaan tersebut. Permukaan
ini bisa berupa permukaan batas antara fluida dengan wadahnya, tetapi ia bisa pula
berbentuk permukaan imajiner yang kita buat pada fluida.Tekanan ini merupakan besaran
skalar, bukan suatu besaran vektor seperti halnya gaya.
Hubungan Tekanan dengan Kedalaman
Dengan menggunakan hukum Newton kita dapat menurunkan persamaan yang
menghubungkan tekanan dengan kedalaman fluida:
2
h
p = po +r gh
Dengan po adalah tekanan di permukaan.
Rumus ini menyatakan hubungan antara tekanan p dan kedalaman h. Hubungan ini juga
menyatakan bahwa tempat-tempat yang mempunyai posisi vertikal sama akan mempunyai
tekanan yang sama.
3. HUKUM-HUKUM HIDROSTATIKA
Dari persamaan distribusi tekanan kita juga dapat turunkan hukum-hukum
hidrostatika yang terkenal.Karena persamaan distribusi tekanan adalah konsekuensi hukum
Newton, maka dapat dosimpulkan bahwa hukum-hukum tsb bukanlah hukum
fundamental.Artinya kita tidak memerlukan mekanika khusus untuk fluida.Berikut adalah
penurunan hukum-hukum hidrostatika dari persamaan tekanan fluida tersebut diatas.
Hukum Pascal
Hukum Pascal mengatakan bahwa:
"tekanan pada suatu titik akan diteruskan kesemua titik lain secara sama".
Artinya bila tekanan pada suatu titik dalam zat cair ditambah dengan suatu harga, maka
tekanan semua titik di tempat lain pada zat cair yang sama akan bertambah dengan harga
yang sama pula.
Hukum Archimedes
Salah satu hukum hidrostatika yang lain adalah hukum archimedes yang mengatakan
bahwa:
"Setiap benda yang berada dalam satu fluida maka benda itu akan mengalami gaya keatas,
yang disebut gaya apung, sebesar berat air yang dipindahkannya".
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum
newton juga.
Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda
melayang .
Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang
Bila FA<W maka benda akan terdorong kebawah dan tenggelam
3
Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa balok maka agar balok
berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari
pada volume balok.Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan
perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang
dipindahkan harus sama dengan volume balok dan rapat massa cairan sama dengan rapat
rapat massa benda.
Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan
mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh
tenggelam.
4. Tekanan Atmosfir
Jika diatas permukaan fluida terdapat tekanan, p0 maka tekanan dalam fluida
dengan kedalaman h adalah:
p = p0 + rgh
Untuk permukaan di atas fluida yang terbuka, p0 adalah tekanan atmosfir. Tekanan
atmosfir bumi berubah dengan ketinggian. Tekanan udara pada suatu tempat tertentu juga
bervariasi sesuai dengan kondisi cuaca. Tekanan atmosfir rata-rata pada permukaan air laut
adalah:
1 atm = 1.013 x 105 N/m2 = 101.3 kPa
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi
massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis