8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
1/22
SIFAT-SIFAT FLUIDA
Pengasuh: Dr. Mahidin, MT.
Teknik Pertambangan FT USK
2!"
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
2/22
Pendahuluan
DEFINISI
Mekanika fluida gabungan antarahidraulika eksperimen dan hidrodinamika klasik
Hidraulika dibagi 2:
- Hidrostatika
- Hidrodinamika
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
3/22
Pendahuluan
Fluida merupakan suatu at !g dlm keadaan diam atau
setimbang tdk dpt menahan ga!a atau tegangan geser
"shear force# !g beker$a padan!a%
Fluida adalah at !g dpt mengalir krn mempun!ai partikel
!g mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa
pemisahan massa%
&etahanan fluida thdp perubahan bentuk sangat ke'il
shg fluida dpt dg mudah mengikuti bentuk ruang%
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
4/22
Pendahuluan
(erdasarkan )u$udn!a* fluida dpt dibedakan men$adi 2 $enis:
+% Fluida gas* merupakan fluida dg partikel !g renggang
dimana ga!a tarik antar molekul se$enis relatif lemah
dan sangat ringan shg dpt mela!ang dg bebas serta,olumen!a tdk menentu dan dpt dimampatkan%
2% Fluida 'air* merupakan fluida dg partikel !g rapat
dimana ga!a tarik antar molekul se$enis sangat kuat
dan mempun!ai permukaan bebas serta 'enderung
utk mempertahankan ,olumen!a dan tdk dpt dimam-
patkan%
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
5/22
Dimensi dan Satuan
DIM#$SI: adalah besaran terukur me)u$udkan karak-
teristik suatu ob!ek:
+% Massa "M#
2% Pan$ang ".#
/% 0aktu "1#
SATUA$: adalah suatu standar !ang mengukur dimensi* !ang penggunaann!a harus konsisten menurut sistem
satuan !ang digunakan%
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
6/22
Sistim Satuan Internasional "SI#
- Satuan Massa "kg#
- Satuan Pan$ang "m#
- Satuan 0aktu "det#- Satuan a!a "Ne)ton disingkat N#
- 3olume "m/#
- &e'epatan "m4det#
- Per'epatan "m4det2#
- &er$a "5oule disingkat 5#
- 1ekanan "N4m2# atau Pas'al "P4Pa#
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
7/22
Sifat-sifat Dasar dan Penting Fluida
(erat $enis
6apat massa "mass density #
3olume spesifik "specific volume#
ra,itasi spesifik "specific gravity #
&ompresibilitas rata-rata
Elastisitas "elasticity #
&ekentalan "viscosity #
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
8/22
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
9/22
&erapatan Massa
&erapatan massa 7 massa per satuan ,olume:
8ontoh: 9ir 7 + kg4m/
9ir raksa 7 +/%;dara 7 +*2/ kg4m/
&erapatan massa tidak tetap tergantung suhu* tekanan*
dan $enis fluida%
v
m
= ρ
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
10/22
&erapatan Massa as
>ntuk gas "fluida !ang bersifat 'ompressible4dapatdimampatkan#* maka untuk hitungan kerapatan massa
timbul pertan!aan hubungann!a dengan perubahan,olume: $ika v membesar* maka kerapatan massa bisa dihitung*
$ika v menge'il sehingga men$adi sangat ke'il* maka kerapatanmassa $adi sangat sulit dihitung%
Sehingga diambil asumsi dalam hitungan kerapatanmassa fluida adalah ditentukan ,olume terke'il !angmembatasi fluida sehingga masih bisa dihitung dandidefinisikan kerapatan massa fluida pada titik tersebut%
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
11/22
&erapatan Massa 9ir
&erapatan massa air murni pada tekanan ?= mm Hg dan
beberapa suhu:
Suhu "o8# &erapatan massa "kg4m/#
@@@*A?
< + + @@@*?/
+ @;A*<
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
12/22
3olume Spesifik
3olume spesifik 7 ,olume per satuan massa%
&ebalikan dari kerapatan massa%
ρ
1=
sv
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
13/22
ra,itasi Spesifik
ra,itasi spesifik 7 perbandingan antara kerapatan
massa fluida tertentu dengan kerapatan massa air pada
suhu < o8:
C
o
4suhu padaairmassakerapatan
tertentufluida massakerapatanspesifik gravitasi =
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
14/22
&ompresibilitas
&ompresibilitas rata-rata 7 perubahan ,olume mula-mulaper satuan perubahan tekanan:
Pertambahan tekanan membuat penurunan ,olumesehingga persamaan diberi tanda negatif* akan tetapi nilaiβ tetap positif%
Pada saat pertambahan tekanan maka suhu dapatberubah atau tetap%
( )
p
v
v p
vv
∆∆
−=∆∆
−=)(1/
β
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
15/22
&ompresibilitas
>ntuk suhu tetap "isotermik# maka nilai β :
>ntuk suhu berubah "isentropik# maka nilai β :
Dalam termodinamika didefinisikan:
C p 7 panas $enis pada tekanan tetap
C , 7 panas $enis pada ,olume tetap
T
T p
v
v
∂∂
−=1
β
S
S p
v
v
∂
∂−= 1β
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
16/22
&ompresibilitas
>ntuk 'airan* proses perubahan suhu !ang ter$adi sangat
ke'il "pada proses adiabatik#* sehingga dianggap:
- β 1 7β S "pada suhu tertentu#
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
17/22
Elastisitas
Elastisitas adalah kebalikan dari kompressibilitas
digunakan parameter E !aitu modulus elastisitas "bulk
modulus of elasticity #:
T vdv
dp E
β
1
/)(
)(==
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
18/22
&ekentalan
&ekentalan adalah sifat fluida untuk mela)an tegangan
geser%
&ekentalan kinematik:
v 7 kekentalan kinematik µ 7 kekentalan absolut4dinamik
ρ 7 kerapatan massa fluida
ρ
µ =v
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
19/22
&ekentalan
&ekentalan dinamik 7 tegangan geser per satuan luas
!ang diperlukan untuk memindahkan selapis fluida
terhadap lapisan fluida !ang lain dengan satu satuan
ke'epatan se$auh satu satuan $arak
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
20/22
8ontoh +% "diker$akan berkelompok#
5ika diketahui bah)a :
"i# (erat spesifik " ρ g # air 7 @*A+ kN4m2* dan
"ii# Spesifik gra,itasi air raksa "merkuri# 7 +/*;;
maka hitunglah:
a% rapat massa " ρ # air
b%
rapat massa " ρ # air raksa'% berat spesifik " ρ g # air raksa
d% ,olume spesifik "Vs# air dan air raksa
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
21/22
8ontoh 2% "diker$akan berkelompok#
5ika diketahui gas oksigen pada suhu +F mempun!ai
tekanan +; psia !ang disimpan pada ,olume tertentu%
1ugas !ang harus diker$akan:
a%
>bahlah sistem satuan suhu dan tekanan oksigentersebut men$adi satuan sistem internasional%
b% Hitunglah rapat massa* berat spesifik* dan ,olume
spesifik oksigen menurut satuan sistem internasional%
'%
Hitunglah suhu dan tekanan !ang ter$adi $ika ,olumeoksigen tersebut dimampatkan sehingga men$adi
8/18/2019 Sifat Sifat Fluida Kuliah I
22/22
Diskusi
Diskusikan apa !ang men!ebabkan kekentalan pada gas
dan 'airan "bagaimana pengaruh kohesi antar molekul*
suhu* dan tekanan terhadap kekentalan gas dan 'airan#%