viskositas

I.1 TUJUAN PERCOBAANAdapun tujuan dari dilaksanakannya praktikum pengukuran dasar pada benda padat ini

adalah sebagai berikut:1. Menghitung gerak benda dalam fluida2. Menghitung kekentalan zat cair

I.2 DASAR TEORIViskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluidayang diubah baik

dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah ketebalan atau pergesekan internal. Oleh karena itu, air yang tipis memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang tebal memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.

Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada minyak kelapa. Apa sebenarnya yang membedakan cairan itu kental atau tidak. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain.

Di dalam aliran kental kita dapat memandang persoalan tersebut seperti tegangan dan regangan pada benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di dalamnya saling menumbuk. Bagaimana kita menyatakan sifat kekentalan tersebut secara kuantitatif atau dengan angka, sebelum membahas hal itu kita perlu mengetahui bagaimana cara membedakan zat yang kental dan kurang kental dengan cara kuantitatif. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter.

Apabila zat cair tidak kental maka koefesiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental bagian yang menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan dinding. Bagian yang menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier sampai V. Aliran ini disebut aliran laminer.

Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan alirannya tidak terlalu cepat. Kita anggap gambar di atas sebagai aliran sebuah zat cair dalam pipa, sedangkan garis alirannya dianggap sejajar dengan dinding pipa. Karena adanya kekentalan zat cair yang ada dalam pipa, maka besarnya kecepatan gerak partikel yang terjadi pada penampang melintang tidak sama besar. Keadaan tersebut terjadi dikarenakan adanya gesekan antar molekul pada cairan kental tersebut, dan pada titik pusat pipa kecepatan yang terjadi maksimum.. Khusus untuk benda yang berbentuk ola dan bergerak dalam fluida yang sifat-sifatnya, gaya gesekan yang dialmi benda dapat dirumuskan sebagai berikut :

F = -6πὴr.vKeterangan :

F = gaya gesekan yang bekerja pada bolaὴ = koefisien kekentalan fluidaV = kecepatan bola relative terhadap fluidaRumus di atas dikenal sebagai hukum stokes. Tanda minus menunjukkan arah gaya F

yang berlawanan dengan kecepatan (V). pemakaian hukum stokes memerlukan beberapa syarat, yaitu:

http://id.wikipedia.org/wiki/Fluida

http://id.wikipedia.org/wiki/Madu

http://id.wikipedia.org/wiki/Air

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Tekanan

1. Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya cukup luas dibandingkan dengan ukuran benda)2. Tidak ada turbulensi didalam fluida3. Kecepatan V tidak besar, sehingga aliran masih laminar

Jika sebuah bola dengan rapat massa dan dilepaskan dari permukaan zat cair tanpa kecepatan awal, maka bola tersebut mula-mula akan bergerak di percepat. Dengan bertambahnya kecepatan bola, maka bertambah besar pula gaya gesekan pada bola tersebut. Pada akhirnya bola bergerak dengan kecepatan tetap, yaitu setelah terjadi keseimbangan antara gaya berat, gaya apung (Archimides) dan gayastokes. Pada persamaan ini berlaku persamaan :

V = (

Keterangan : rapat massa bola = rapat massa fluida

V = ( dapat di turunkan : T = Keterangan :

T = waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak dd = jarak yang ditempuh

Hukum StokesDi antara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di mana zat cair memiliki

koefisien kekentalan yang berbeda-beda, misalnya kekentalan minyak goreng berbeda dengan kekentalan olie. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan tiap-tiap tipe mesin membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda. Sehingga sebelum menggunakan pelumas merek tertentu harus diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan pelumas sesuai atau tidak dengan tipe mesin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa koefisien kekentalan suatu fluida yang diukur dengan menggunakan regresi linear hukum Stokes. Sehingga data tersebut dapat digunakan sebagai bahan perbandingan untuk menentukan koefisien kekentalan zat cair yang dibutuhkan oleh tiap- tiap tipe mesin. Fluida yang digunakan adalah air, minyak goreng dan olie.

Viskositas (kekentalan) berasal dari perkataan Viscous(Soedojo, 1986). Suatu bahan apabila dipanaskan sebelum menjadi cair terlebih dulu menjadi viscous yaitu menjadi lunak dan dapat mengalir pelan-pelan. Viskositas dapat dianggap sebagai gerakan di bagian dalam (internal) suatu fluida (Sears & Zemansky, 1982).

Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida.Pada keadaan ini berlaku persamaan:

Jika saat kecepatan terminal telah tercapai, pada Gambar disamping berlaku prinsip Newton tentang GLB (gerak lurus beraturan):FA + FS = WJika ρb menyatakan rapat massa bola, ρf menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka

berlaku Persamaan:W = ρb.Vb.g

V = (ρ – ρo) Keterangan:ρ = rapat massa bolaρo = rapat massa fluida

Gambar Gaya yang Bekerja Pada Saat Bola Dengan Kecepatan Tetap.

BAB IIALAT DAN BAHAN

2.1 ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN :1. Tabung berisi zat cair2. Bola-bola kecil dari zat padat3. Mikrometer skrup4. Jangka sorong5. Mistar6. Thermometer7. Sendok saringan untuk mengambil bola-bola dari dasar tabung8. Dua karet gelang yang melingkar9. Stopwatch10. Aerometer11. Timbangan torsi dengan batu timbang

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

3.1 METODE KERJA1. Diameter tiap-tiap bola diukur memakai micrometer skrup. Dilakukan beberapa kali pengukuran

untuk tiap bola.2. Tiap-tiap bola ditimbang dengan neraca torsi.3. Suhu zat cair sebelum dan sesudah dicatat tiap percobaan.4. Rapat massa zat cair diukur sebelum dan sesudah tiap percobaan dengan menggunakan

aerometer.5. Karet gelang ditempatkan sehingga yang satu kira-kira 5 cm di bawah permukaan zat cair dan

yang lain kira-kira 5 cm di atas dasar tabung.6. Diukur jarak jauh d (jarak kedua karet gelang).7. Sendok saringan dimasukkan sampai dasar tabung dan ditunggu beberapa saat sampai zat cair

diam.8. Waktu jatuh T diukur untuk tiap-tiap bola beberapa kali.9. Letak karet gelang diubah sehingga didapatkan d yang lain.10. Langkah 6, 7 dan 8 diulangi.

BAB IVDATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 DATA PENGAMATANBerdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 25

Oktober 2013, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut :

Keadaan Ruangan P (cm) Hg T (oC) C (%)Sebelum Percobaan 75,5 cmHg 24,5 oC 70,5 %Sesudah Percobaan 75,5 cmHg 25 oC 69 %

BOLA g = 980 cm/s

a. BOLA KECIL

No Bola Massa (gr) d (cm) r (cm) Vb (cm3) ρ (g/cm3)

1 Kecil 0,2 0,624 0,312 0,125 1,666

2 Besar 0,8 1,012 0,506 0,540 1,481

No S (cm) t (s) V (cm/s) η

1 104,62 2,164 7,6724,83 2,070 8,021

2 209,87 2,026 8,1959,48 2,109 7,872

7,94

b. BOLA BESAR

No S (cm) t (s) V (cm/s) Η

1 101,50 6,666 5,0261,40 7,142 4,691

2 203,08 6,493 5,1603,04 6,578 5,093

4,992

4.2 PERHITUNGANVolume Bola Massa Jenis Bola

1. Bola kecil 1. Bola kecilVb = π ρb = Vb = (3,14) ( ρb = Vb = 0,125 cm3

ρb = 1,666 g/cm3

2. Bola Besar 3. Bola BesarVb = π ρb = Vb = (3,14) ( ρb = Vb = 0,540 cm3 ρb = 1,481 g/cm

3

1. Bola Kecil 10 cm 2. Bola besar 10 cmKecepatan (v) Kecepatan (v)V = s/t V = s/tV1 = = 2,164 cm/s V1 = = 6,666 cm/sV2 = = 2,070 cm/s V2= = 7,142 cm/s Koefisien Kekentalan: Koefisien Kekentalan:

ὴ1 = ὴ1 = ὴ1 = ὴ1=

ὴ1 = = 7,672 ὴ1 = = 5,026

ὴ2 = ὴ2 = ὴ2 = ὴ2 = ὴ2 = = 8,021 ὴ2 = = 4,691

3. Bola Kecil 20 cm 4. Bola besar 20 cm

Kecepatan (v) Kecepatan (v)

V = s/t V = s/tV1 = = 2,026 cm/s V1 = = 6,493 cm/sV2 = = 2,109 cm/s V2= = 6,578 cm/s Koefisien Kekentalan: Koefisien Kekentalan: ὴ1 = ὴ1 = ὴ1 = ὴ1= ὴ1 = = 8,195 ὴ1 = = 5,160

ὴ2 = ὴ2 = ὴ2 = ὴ2=

ὴ2 = = 7,872 ὴ2 = = 5,093

BAB VPEMBAHASAN

Pada percobaan kali ini yaitu mengetahui koefisien kekentalan zat cair , serta menghitung gerak benda dalam fluida dan kekentalan zat cair itu sendiri. Pertama yang harus di lakukan adalah mengukur massa dan volume pada bola untuk mendapatkan masa jenis bola tersebut. percobaan ini telah di lakukan dengan bertumpu pada hukum Stokes, dimana aturan hukum stokes telah di paparkan pada bab dasar teori. Dalam praktikum ini di lakukan pengukuran dan perhitungan secara langsung dengan 1 kali pengukuran masa, diameter, volume dan masa jenis pada bola dan percobaan di lakukan sebanyak 2 kali, yaitu pada bola kecil dan bola besar. Dibagi lagi berdasarkan jarak karet pada tabung reaksi, yaitu 10 cm dan 20 cm. Perbedaan di dapatkan dari hasil koefisien kekentalan fluida pada ke dua bola tersebut.

Hasil pertama pada bola kecil dengan jarak karet gelang 10 cm yaitu rata-rata koefisien kekentalan yang di lakukan 2 kali pengujian nya di dapatkan hasil 7,846 dan dengan jarak karet gelang 20 cm yaitu 8,033. Sedangkan pada bola besar dengan jarak karet gelang 10 cm yaitu rata-rata koefisien kekentalan yang dilakukan 2 kali pengujiannya didapatkan hasil 4,858 dan dengan jarak karet gelang 20 cm yaitu 5,126 . Dari hasil ini selisih tidak begitu jauh, tetapi jumlah yang lebih dari satu bahkan mendekati angka 10, menggambarkan bahwa zat cair yang di gunakan terlalu pekat. Sehingga kecepatan bola pun terlampau lambat. Hal ini dapat di pengaruhi oleh beberapa faktor pada saat percobaan berlangsung. Faktor atau penyebab pertama adalah suhu pada saat berlangsung nya percobaan, karena suhu yang terlalu rendah dapat menyebabkan viskositas meningkat sehingga gesekan yang terjadi pada bola terhadap viskositas fluida sangat lambat. Kemudian dapat pula di sebabkan karena kurang cermat dan teliti pada saat pencatatan atau perhitungan waktu dengan menggunakan stopwatch.

Terakhir, dapat di sebabkan oleh gaya yang bekerja pada bola tersebut , penyebab ini dapat berlaku hukum newton II, yaitu “Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan masa benda".

Dari penyebab ini dapat di simpulkan, semakin besar gaya yang di berikan pada bola, maka gaya gesek yang terjadi pada bola terhadap viskositas fluida semakin meningkat, sehingga waktu yang di perlukan semakin cepat. Tetapi sebalik nya semakin kecil gaya yang di berikan pada bola tersebut, gaya gesek yang bekerja pada bola terhadap viskositas fluida semakin rendah, sehingga waktu yang di perlukan terlampau lambat dan hasil koefisien kekentalan zat cair pun tidak mencapai hasil yang maksimal. Banyak penyebab lain yang dapat mempengaruhi proses percobaan dan terjadi diluar kendali praktikan, seingga semua tahap-tahap percobaan harus di lakukan dengan tepat, sesuai aturan dan diperhatikan secara baik dan seksama, agar meminimalisir hasil yang tidak maksimal dan bahkan kegagalan pada percobaan.

BAB VISIMPULANDari 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)

DAFTAR PUSTAKABuku Penuntun Praktikum 2013, Fisika Dasar Farmasi, Bogor : Universitas Pakuan

Alonso, Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta

Laporan Kimia Fisika Viskositas Zat Cair

http://itatrie.blogspot.com/

http://kusingfisika.wordpress.com/

http://hafisimron2821.blogspot.com/

http://rega42.wordpress.com/

http://niayulaksmidewi.wordpress.com/

http://wenimandasari.blogspot.com/

BAB 1PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKekentalan 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 kekentalan suatu zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas.

Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah batu tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibaat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastic terhadap kecepatan batu.Aliran viskos, dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh viskositas padaaliran adaalh kecil, dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental (invicid) atau seringkali ideal dan diambil sebesar nol. Tetapi jika istilah aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan.Untuk benda homoogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tigakemungkinan yaitu, tenggelam, melayang, dan terapung.Oleh kaarena itu percobaan ini dilakukan agar praktikan dapat mengukurviskositas berbagai jenis zat cair. Karena semakin besar nilai viskositas dari larutan maka tingkat kekentalan larutan tersebut semakin besar pula.

1.2 Tujuan- Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas- Mengetahui macam-macam metode pengukuran viskositas- Mempelajari kegunaan dari alat viskometer Ostwald dan piknometer

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

Viskositas suatu zat cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan, yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas (Bird, 1993).

Viskositas adalah indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Viskositas ini juga disebut sebagai kekentalan suatu zat. Jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa per satuan waktu.

ŋ = viskositas cairanV = total volume cairant = waktu yang dibutuhkan untuk mencairp = tekanan yang bekerja pada cairanL = panjang pipa (Bird, 1993).

Makin kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu. Viskositas disperse koloid dipengaruhi oleh bentuk partikel dari fase disperse dengan viskositas rendah, sedang system disperse yang mengandung koloid-koloid linier viskositasnya lebih tinggi. Hubungan antara bentuk dan viskositas merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel (Respati, 1981).

Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperature, maka viskositas cairan justru akan menurun jika temperature dinaikkan. Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kelebihan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperature (Bird,1993).

Cara-cara penentuan viskositasa. Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu

cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sebenarnya, sejumlah tertentu cairan (misalnya 10 cm3, bergantung pada ukuran viscometer) dipipet kedalam viscometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu pengukur dari viscometer sampai permukaan cairan lebih tinggi daripada batas a. cairan kemudian dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas a, stopwatch mulai dinyalakan dan ketika cairan melewati tanda batas b, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melalui jarak antara a dan b dapat ditentukan. Tekanan ρ merupakan perbedaan antara

kedua ujung pipa U dan besarnya disesuaikan sebanding dengan berat jenis cairan (Respati,1981).Berdasarkan hokum Heagen Poisuille :

Dimana : p = tekanan hidrostatis r = jari-jari kapiler t = waktu aliran zat cair sebanyak volume V dengan beda tinggi h L = panjang kapiler

Untuk air :Ŋair = πρr4 . ta . pa.g.h / ( 8VL)Secara umum berlaku :Ŋx = πρr4 . tx . px.g.h / ( 8VL)Jika air digunakan sebagai pembanding, maka :Ŋx / ŋair = tx.ρx / taρa

(Respati,1981).

b. Viskometer hopplerPada viscometer ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam

untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas (seperti cairan misalnya), dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan fictional resistance medium (Bird,1993). Berdasarkan hokum stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga : gaya gesek = gaya berat, gaya Archimedes :6πrVmax = 4/3 r3 (ρbola – ρcair) gŊ = { 2/g r3 (ρbola – ρcair) g } / Vmax

Vmax = h / tDimana : t = waktu jatuh bola pada ketinggian hDalam percobaan ini dipakai cara relative terhadap air, harganya :Ŋa = [ 2/g r2 (ρa – ρ1) g ta ] / hŊx = [ 2/g r2 (ρx– ρ1) g tx ] / hŊx/ Ŋa = [ (ρx – ρ1) g tx ] / [ (ρa – ρ1) g ta ]

c. Viscometer cup dan BobPrinsip kerjanya sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar

Bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengan-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan gesekan yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebebkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Bird, 1993).

d. Viskometer Cone dan PlateCara pemakaiannya adalah sampek yang ditempatkan di tengah-tengah papan, kemudian

dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (Bird, 1993).

Konsep Viskositas Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida 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 (Bird, 1993). Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental biasanya lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu, dan lain-lain. Hal ini bias dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng diatas lanyai yang permukaannya miring. Pasti hasilnya air lebih cepat mengalir dari pada minya goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental, berubah menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut. Perlu diketahui bahwa viskositas atau kekentalan hanya ada pada fluida rill (rill = nyata). Fluida rill / nyata adalah fluida yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti air sirup, oli, asap knalpot, dan lainnya. Fluida rill berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran fluida (fluida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasan fluida dinamis) (Bird, 1993). Satuan system internasional (SI) untuk koifisien viskositas adalah Ns/m2 = Pa.S (pascal sekon). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk SI koifisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (p). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipolse (cp). 1 cp = 1/1000 p. satuan poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan Prancis, almarhum Jean Louis Marie Poiseuille. 1 poise = 1 dyn. s/cm2 = 10-1 N.s/m2

Fluida adalah gugusan molukel yang jarak pisahnya besar, dan kecil untuk zat cair. Jarak antar molukelnya itu besar jika dibandingkan dengan garis tengah molukel itu. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain. Jadi kecepatan fluida atau massanya kecapatan volume tidak mempunyai makna yang tepat sebab jumlah molekul yang menempati volume tertentu terus menerus berubah (while, 1988). Fluida dapat digolongkan kedalam cairan atau gas. Perbedaan-perbedaan utama antara cair dan gas adalah :

a. Cairan praktis tidak kompersible, sedangkan gas kompersible dan seringkali harus diperlakukan demikian.

b. Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan-permukaan bebas, sedangkan agar dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya (While, 1988).

Definisi Piknometer Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis atau densitas dari fluida. Berbagai macam fluida yang diukur massa jenisnya, biasanya dalam praktikum yang diukur adalah massa jenis oli, minyak goreng, dan lain-lain. Piknometer itu terdiri dari 3 bagian, yaitu tutup pikno, lubang, gelas atau tabung ukur. Cara menghitung massa fluida yaitu dengan mengurangkan massa pikno berisi fluida dengan massa pikno kosong. Kemudian di dapat data massa dan volume fluida, sehingga tinggal menentukan nilai cho/massa jenis (ρ) fluida dengan persamaan = cho (ρ) = m/v (Whille, 1988).Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas :

1. SuhuViskositas 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.

2. Konsentrasi larutanViskositas 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 partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.

3. Berat molekul soluteViskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas.

4. TekananSemakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.

BAB 3METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat-alat - viscometer Ostwald - piknometer - stopwatch - Neraca analitik - thermometer - beker gelas

3.1.2 bahan-bahan - aquades - alcohol - minyak goring - bensin - tissue

3.2 Prosedur percobaan3.2.1 Pengukuran densitas - dibilas piknometer dan viskositas hingga bersih dan kering anginkan - ditimbang piknometer dalam keadaan kosong

- diisi piknometer secara bertahap dengan aquades, minyak goring, alcohol dan bensin serta ditimbang pula saat piknometer dalam keadaan terisi - dibilas kembali piknometer hingga bersih dengan sabun cair.

3.2.2 Pengukuran suhu fluida/larutan- dimasukkan thermometer kedalam masing-masing larutan, aquades, etanol, minyal goring, dan

bensin - diukur masing-masing suhu larutan - Dicatat

3.2.3 Pengukuran viskositas- dimasukkan keempat jenis larutan kedalam viscometer secara bertahap, sebelum itu diukur

suhunya masing-masing

- dihubungkan mulut pipa kapiler viscometer lainnya dengan memompa gas manual- dituang secukupnya cairan yang akan diukur, kemudian pompa cairan tersebut hanya melewati

tanda batas A- Ditutup lubang atau mulut pipa kapiler viscometer yang terbuka degan menggunakan jari dan

lepaskan pemompa gas manual- Dinyalakan stopwatch sesaat setelah jari dilepaskan sehingga cairan turun melewati batas A dan

matikan stopwatch sesaat setelah melewati tanda batas B- dilakukan tiga kali perlakuan yang sama untuk setiap jenis larutan yang akan diukur.

BAB 4HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan4.1.1 Hasil pengukuran viskositas

No LarutanWaktu Suhu ( C )

t1 t2 t3

1. Aquades 1,42 1,23 1,16 300

2. Alcohol 1,89 1,91 1,89 290

3. Bensin 0,98 0,99 0,97 290

4. Minyak goreng 51,45 50,90 48,01 290

4.1.2 Hasil pengukuran densitas

No Larutan Massa piknometer + larutan Massa larutan

1. Aquades 25,64 gr 10,19 gr

2. Alcohol 24,50 gr 9,05 gr

3. Bensin 23,20 gr 7,75 gr

4. Minyak goreng 24,75 gr 9,3 gr

4.2 Perhitungan4.2.1 Perhitungan waktu rata-rata4.2.1.1 Perhitungan waktu rata-rata Ostwald

t = t1 + t 2 + t 3

3 = 1,42 + 1,23 + 1,16

3 = 1,27

4.2.1.2 Perhitungan waktu rata-rata alcoholt = t 1 + t2 + t 3

3 = 1,89 + 1,91 + 1,89

3 = 1,894.2.1.3 Perhitungan waktu rata-rata bensin

t = t 1 + t 2 + t3

3 = 0,98+ 0,99 + 0,97

3 = 0,98

4.2.1.4 Perhitungan waktu rata-rata minyak gorengt = t 1 + t 2 + t3

3 = 51,54+ 50,90 + 48,02

3 = 50,124.2.2 Pengukuran Densitas Larutan4.2.2.1 Pengukuran densitas larutan aquades

ρ1 = W1 – W k

V = 25,64 – 15,45

10 = 1,019

4.2.2.2 Pengukuran densitas larutan alkoholρ1 = W1 – W k

V = 24,50 – 15,45

10 = 0,905

4.2.2.3 Pengukuran densitas larutan bensinρ1 = W1 – W k

V = 23,20 – 15,45

10 = 0,775

4.2.2.4 Pengukuran densitas larutan alkohol

ρ1 = W1 – W k

V = 24,75 – 15,45

10 = 0,93

4.2.3 Pengukuran viskositas secara teori Diketahui : ŋ1 = 0,0080 ρ, T1 = 30oC H2O

ŋ1 = 0,0100 ρ, T1 = 30oC etanol/alcoholŋ1 = 0,0056 ρ, T1 = 30oC minyak gorengŋ1 = 0,0316 ρ, T1 = 30oC bensin

4.2.3.1 Pengukuran viskositas aquades Ŋ2 = ŋ1 . T 1

T2

Ŋ2 = 0,0080 ρ . 30 o C

30oC = 0,0080 ρ4.2.3.2 Pengukuran viskositas alkohol

Ŋ2 = ŋ1 . T 1

T2

Ŋ2 = 0,0100 ρ . 30 o C

29oC = 0,0103 ρ4.2.3.3 Pengukuran viskositas bensin

Ŋ2 = ŋ1 . T 1

T2

Ŋ2 = 0,0056 ρ . 30 o C

29oC = 5,793x10-3 ρ4.2.3.4 Pengukuran viskositas minyak goreng

Ŋ2 = ŋ1 . T 1

T2

Ŋ2 = 0,0316 ρ . 30 o C

29oC = 0,0327 ρ4.2.4 Pengukuran viakositas secara praktik4.2.4.1 Pengukuran viskositas alcohol

ŋ 1 ρ1(t) = ŋ2 = ŋ1 . ρ2 t 2

ŋ2 ρ2t2 ρ1t1

= ŋ2 = 0,0080 . 0,0905 . 1,89 1,019 . 1,27 = 0,01064.2.4.2 Pengukuran viskositas bensin

ŋ1 ρ 1 t 1 = ŋ2 = ŋ1 . ρ 2 t 2

ŋ2 ρ2t2 ρ1t1

= ŋ2 = 0,0080 . 0,775 . 0,98 1,019 . 1,27 = 0,004694.2.4.3 Pengukuran viskositas minyak goreng

ŋ1 ρ 1 t 1 = ŋ2 = ŋ1 . ρ 2 t 2

ŋ2 ρ2t2 ρ1t1

= ŋ2 = 0,0080 . 0,93 . 50,12 1,019 . 1,27 = 0,2881

4.3 Pembahasan Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk mengalir yang disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan terhadap deformasi atau perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya tertentu. Viskositas secara umum dapat juga diartikan sebagai suhu tendensi untuk melawan aliran cairan karena internal friction untuk resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. Semakin besar resistensi zat cair untuk mengalir, maka semakin besar pula viskositasnya. Viskositas pertama kali diselidiki oleh Newton, yaitu dengan mensimulasikan zat cair dalam bentuk tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri dari lapisan-lapisan molekul yang sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap diam, sedangkan lapisan atasnya bergerak, dengan cepatan konstan sehingga setiap lapisan memiliki kecepatan gerak yang berbanding langsung dengan jaraknya terhadap lapisan terbawah. Perbedaan kecepatan dv antara dua lapisan yang dipisahkan dengan jarak sebesar dx adalah dv/dx atau kecepatan gesek. Gaya per satuan luas yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair tersebut F/A atau tekanan geser. Viskositas suatu bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun dan begitu pula sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurunkan kekentalannya. 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. Berat molekul solute, viskositas

berbanding lurus dengan berat molukel solute, karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau memberi beban yang berat pada cairan sehingga menaikkan viskositasnya. Tekanan, akan bertambah jika nilai dari viskositas itu bertambah. Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu zat cair. Pada viscometer Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairn untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Berdasarkan hokum Heagen Poiseuille : ŋ = cpr4t/(8VL) P = pgh = πpr4pgh/(8VL). Dimana p = tekanan hidrostatis, r = jari-jari kapiler, t= waktu alir zat cair sebanyak volume V dengan beda tinggi h, L = panjang kapiler. Untuk air : ŋair = πpr 4 ta. Pa.g.h / (8VL) secara umum berlaku ŋx = πpr4txpxgh / (8VL). Jika air digunakan sebagai pembanding maka ŋx/ ŋair = txpx/tapa (Tim Kimia Fisik, 2010 ) Berdasarkan hokum stokes dengan mengamati jatuhnya benda melalui medium zat cair yang mempunyai gaya gesek yang makin besar bila kecepatan benda jatuh makin besar π = 2r.2d – dm.g.9.s.t (1+2, 4rR). Ketererangan cairan, g = gaya gravitasi, s = jarak jatuh (a – ob), t = waktu bola jatuh, r = jari-jari tabung viskosimeter (Anekcheiftein,2010) Persamaan Navier-stokes (dinamakan dari daude Louis Navier dan Gorge Gabriel Stokes), adalah serangkaian persamaan yang menjelaskan pergerakan dari suatu fluida seperti cairan dan gas. Persamaan-persamaan ini menyatakan bahwa perubahan dalam momentum (percepatan) partikel-partikel fluida yang bergantung hanya kepada gaya viskos tekanan eksternal yang bekerja pada fluida. Kita dapat mengembangkan persamaan gerakan untuk fluida, nyata dengan memperhatikan gaya-gaya yang bekerja pada suatu elemen kecil fluida. Penurunan persamaan ini, yang disebut persamaan Navier-stokes (Streeter, 1996). Hukum Poiseville berlaku hanya pada aliran fluida laminar dengan viskositas konstan yang tidak bergantung pada kecepatan fluida. Bila aliran fluida cukup besar, aliran laminar rusak dan mengalami turbulensi. Kecepatan kritis yang diatasnya dari tabung, jika fluida mengalir lewat sebuah pipa panjang horizontal berpenampang konstan yang sempit tekanan sepanjang akan konstan. Cara penentuan harga kekuatan dalam percobaan ini menggunakan metode Ostwald yang mana prinsip kerjanya berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas disebut viscometer. Piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis atau densitas dari fluida. Piknometer terdiri dari 3 bagian, yaitu : tutup pikno, lubang, dan gelas atau tabung ukur. Satuan yang digunakan, biasanya massa dalam satuan gram, volume dalam satuan mL = cm3. Jadii satuan P adalah dalam g / cm3. Metode pengukuran viskositas terdiri dari viknometer kapiler / Ostwald pada metode ini viskositas ditetntukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan uji untuk lewat antara dua tanda ketika ia mengalir karena gravitasi, melalui satuan tabung kapiler vertical. Waktu alir dari cairan yang diuji, dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu cairan

yang viskositasnya sudah diketahui, biasanya air, untuk lewat antara dua tanda tersebut. Jika ŋ1 dan ŋ2 maing-masing adalah viskositas dari cairan yg tidak diketahui dan cairan standar, p1 dan p2 adalah kerapatan dari masing-masing cairan, t1 dan t2 masing-masing adalah waktu alir dalam detik. Viskosimeter Hoppler, pada viskositas ini yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola logam untuk melewati cairan setinggi tertentu. Suatu benda karena adanya gravitasi akan jatuh melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan tercapai bila gravitasi sama dengan frictional resistance medium. 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 disepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penemuan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran summbat. Viscometer corner dan plate, cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut-kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser didalam ruang sempit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar. Dari percobaan pengukuran viskositas zat cair didapatkan nilai rata-rata aquades 1,27, alcohol 1,89, bensin 0,98, dan minyak goring 50,12. Selain itu didapatkan juga hasil pengukuran densitas larutan aquades sebesar 1,019, alcohol 0,905, bensin 0,775, dan minyak goring 0,93. Pengukuran viskositas secara teori pada aquades sebesar 0,0080 p, alcohol 0,0103 p, bensin 0,005793 P,minyak goring 0,0327 p. Pengukuran viskositas secara praktik pada alcohol 0,010, bensin 0,00469, dan minyak goring sebesar 0,2881. Jelas terlihat bahwa viskositas yang tertinggi terdapat pada minyak goreng yang terkecil terdapat pada bensin. Artinya minyak goreng merupakan larutan yang paling kental. Dalam percobaan terdapat beberapa bahan yang digunakan yaitu alcohol, nama lainnya adalah etanol, senyawa ini merupakan liquid yang tidak berwarna dan mudah menguap pada suhu rendah serta mudah terbakar pada suhu tinggi. Alcohol memiliki rumus molekul CH3OH. Alcohol memiliki kerapatan 0,79 g/cm3, titik didih : 78oC (3,5 K). alcohol dapat bercampur dengan pelarut organic. Air, rumus molekulnya H2O, densitasnya 1000 kg m-3, liquid (4oC), 917 kg m-3, solid, titik didih 100oC, 212oF (373,15oK), viskositasnya 0,001 pa/s ∆t 20o. merupakan jenis senyawa liquid yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau pada keadaan standar. Bensin (gasoline) yang memiliki rumus kimia C5-C12, mudah terbakar. Minyak goreng, memiliki titik didih tinggi, viskositas tinggi, bersifat polar, dan pada suhu kamar bentuknya cair. Dalam percobaan ini terdapat beberapa faktor kesalahan yaitu alat-alat yang kurang bersih, sehingga didapatkan hasil yang kurang maksimal, begitu juga dalam menggunakan stopwatch yang kurang tepat, sehingga hasilnya pun kurang maksimal. Aplikasi viskositas dalam kehidupan sehari-hari adalah :

- Mengalirnya darah dalam pembuluh darah vena

- Proses penggorengan ikan (semakin tinggi suhunya, maka semakin kecil viskositas minyak

goreng)- Mengalirnya air dalam pompa PDAM yang mengalir kerumah-rumah kita- Tingkat kekentalan oli pelumas

BAB 5PENUTUP

5.1 Kesimpulan- Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu, tekanan, konsentrasi larutan, dan berat molekul solute.

- Metode pengukuran viskositas yaitu viscometer kapiler/Ostwald, viscometer Hoppler, viscometer cup dan bob, dan viscometer cone dan plate.

- Kegunaan dari viscometer Ostwald adalah alat yang digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui pipa kapiler viscometer Ostwald. Dan kegunaan piknometer adalah suatu alat yang digunakan untuk nilai massa jenis atau densitas fluida5.2 Saran

Pada percobaan viskositas zat cair, terdapat berbagai macam metode. Seperti viscometer Hoppler, viscometer cup dan Bob, dan viscometer cone dan plate. Jadi hendaknya asisten tidak hanya menggunakan metode viscometer Ostwald saja, tetapi metode yang lain juga. Agar pengetahuan praktikan bertambah.

DAFTAR PUSTAKABird, Tony. 1993. Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT GramediaDudgale. 1986. Mekanika Fluida Edisi 3. Jakarta : ErlanggaRespati, H. 1981. Kimia Dasar Terapan Modern. Jakarta : Erlangga

Streeter, Victol L dan E. Benjamin While. 1996. Mekanika Fluida Edisi Delapan jilid I. Jakarta : ErlanggaWhile, Frank.M. 1988. Mekanika Fluida edisi ke-2 jilid I. Jakarta : Erlangga

Kekentalan Zat CairFluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan berubah secara kontinue apabila mengalami geseran, atau mempunyai reaksi terhadap tegangan geser sekecil apapun dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan, fluida tidak mampu menahan gaya geser yang bekerja padanya,dan oleh sebab itu fluida mudah berubahbentuk tanpa pemisahan massa.Viskositas atau kekentalan dari suatu cairan adalah salah satu Sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gayageser. Viskositas terjadi terutama karena adanya interaksi antara molekul-molekul cairanSemua fluida nyata (gas dan zat cair) memiliki sifat-sifat khusus yang dapat diketahui, antara lain: rapat massa (density), kekentalan (viscosity), kemampatan(compressibility), tegangan permukaan (surface tension), dan kapilaritas(capillarity). Beberapa sifat fluida pada kenyataannya merupakan kombinasi dari sifat-sifat fluida lainnya. Sebagai contoh kekentalan kinematik melibatkan kekentalan dinamik dan rapat massa. Sejauh yang kita ketahui, fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekulmolekul dengan jarak pisah yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain.Rapat massa adalah ukuran konsentrasi massa zat cair dan dinyatakandalam bentuk massa persatuan volume .Rapat massa air (rair) pada suhu 4 oC dan pada tekanan atmosfer (patm) adalah1000 kg/m3.Berat jenis adalah berat benda persatuan volume pada temperatur dantekanan tertentu, dan berat suatu benda adalah hasil kali antara rapat massa (r )dan percepatan gravitasi .Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat dan rapatmassa air (rair), atau perbandingan antara berat jenis suatu zat dan berat jenisair .Karena pengaruh temperatur dan tekanan pada rapat massa zat cair sangat kecil,maka dapat diabaikan sehingga rapat massa zat cair dapat dianggap tetap.Kekentalan adalah sifat dari zat cair untuk melawan tegangan geser (t) padawaktu bergerak atau mengalir. Kekentalan disebabkan adanya kohesi antarapartikel zat cair sehingga menyebabkan adanya tegangan geser antara molekulmolekulyang bergerak. Zat cair ideal tidak memiliki kekentalan. Kekentalan zatcair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (μ) atau kekentalanabsolute dan kekentalan kinematis (n).Zat cair Newtonian adalah zat cair yang memiliki tegangan geser (t)sebanding dengan gradien kecepatan normal terhadap arah aliran. Gradienkecepatan adalah perbandingan antara perubahan kecepatan dan perubahan jaraktempuh aliran.Fluida yang riil memiliki gesekan internal yang besarnya tertentu yang disebut dengan viskositas. Viskositas ada pada zat cair maupun gas dan pada intinya merupakan gaya gesekan antara lapisan-lapisan yang bersisian pada fluida pada waktu lapisan-lapisan tersebut bergerak satu melewati lainnya. Dengan adanya viskositas, kecepatan lapisan-lapisan fluida tidak seluruhnya sama. Lapisan fluida yang terdekat dengan dinding pipa bahkan sama sekali tidak bergerak (v = 0), sedangkan lapisan fluida pada pusat aliran

memiliki kecepatan terbesar. Pada zat cair, viskositas disebabkan akibat adanya gaya-gaya kohesi antar molekul.Dalam fluida ternyata gaya yang dibutuhkan (F), sebanding dengan luas fluida yang bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (v) dan berbanding terbalik dengan jarak antar lempeng (l). Besar gaya F yang diperlukan untuk menggerakan suatu lapisan fluid dengan kelajuan tetap v untuk luas penampang keping A adalahF = η A vlDengan viskositas didefinisikan sebagai perbandingan regangan geser (F/A) dengan laju perubahan regangan geser (v/l).Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa :Makin besar luas keping (penampang) yang bersentuhan dengan fluida, makin besar gaya F yang diperlukan sehingga gaya sebanding dengan luas sentuh (F ≈ A). Untuk luas sentuh A tertentu, kelajuan v lebih besar memerlukan gaya F yang lebih besar, sehingga gaya sebanding dengan kelajuan (F ≈ v).Hukum StokesViskositas dalam aliran fluida kental sam saja dengan gesekan pada gerak benda padat. Untuk fluida ideal, viskositas η = 0 sehingga kita selalu menganggap bahwa benda yang bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami gesekan yang disebabkan fluida. Akan tetapi, bila benda tersebut bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida kental, maka benda tersebut akan dihambat geraknya oleh gaya gesekan fluida benda tersebut. Besar gaya gesekan fluida telah dirumuskanF = η A v = A η v = k η vl lKoefisien k tergantung pada bentuk geometris benda. Untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola dengan jari-jari (r), maka dari perhitungan laboraturium ditunjukan bahwak = 6 п rmakaF = 6 п η r vPersamaan itulah yang hingga kini dikenal dengan Hukum Stokes.Dengan menggunakan hukum stokes, maka kecepatan bola pun dapat diketahui melalui persamaan (rumus) :v = 2 r2 g (ρ – ρ0)9 η

AB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kekentalan atau viskositas merupakan sifat dari suatu zat cair (fluida) yang 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

kekentalan suatu zat cair.

Viskositas memiliki alat ukur yang disebut viskometer yang berfungsi untuk mengukur

koefisien gliserin, oli atau minyak. Viskositas banyak terdapat dalam kehidupan sehari-

hari seperti sirup, minyak goreng dan oli. Viskositas berguna untuk kehidupan seperti

sirup yang dikentalkan agar tetap awet.

Pada percobaan ini bola kecil dijatuhkan kedalam cairan yang akan dihitung angka

kekentalanya. Bila bola tersebut mula-mula akan mengalami percepatan dikarenakan

gaya beratnya, tetapi karena sifat kekentalan cairan, maka besar percepatannya akan

semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan

disebut kecepatan terminal. Hubungan antara kecepatan terminal dengan angka

kekentalan dapat diperoleh dari Hukum Stokes.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair ini

adalah:

1. Bagaimana pengaruh jarak dan diameter bola terhadap angka kekentalan

(viskositas)?

2. Bagaimana pengaruh kekentalan (viskositas) zat cair terhadap kecepatan bola

yang dijatuhkan kedalamnya?

3. Bagaimana pengaruh massa bola terhadap kecepatan bola yang dijatuhkan

kedalam zat cair?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair ini adalah:

1. Praktikan mampu mengetahui pengaruh jarak dan diameter bola terhadap angka

kekentalan (viskositas)?

2. Praktikan mampu mengetahui pengaruh kekentalan (viskositas) zat cair terhadap

kecepatan bola yang dijatuhkan kedalamnya?

3. Praktikan mampu mengetahui pengaruh massa bola terhadap kecepatan bola

yang dijatuhkan kedalam zat cair?

1.4 Manfaat

Adapun manfaat praktikum menetukan kekentalan (viskositas) zat cair ini adalah pada

pembuatan sirup, minyak goreng dan oli. Viskositas berguna untuk kehidupan seperti

sirup yang dikentalkan agar tetap awet. Viskositas memilki alat ukur yang disebut

viscometer yang berfungsi untuk mengukur koefisien gliserin, oli atau minyak.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannya tekanan terhadap tegangan

geser oleh fluida tersebut. Kadang-kadang viskositas ini diserupakan dengan kekntalan.

Fluida yang kental (viskos) akan mengalir lebih lama dalam suatu pipa dari fluida yang

kurang kental (Prijono,1985).

Viskositas dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya

perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas terjadi karena interaksi antara molekul-

molekul cairan.

b b’ c c’

F

Z0

a d

Gambar 2.1. Perubahan bentuk akibat dari penerapan gaya geser tetap

(Mochtar,1990)

Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas fluida disebut viskometer. Setidaknya

terdapat 2 prinsip dasar sistem metode pengukuran viskositas. Pertama, metode

pengukuran berdasarkan laju aliran fluida dalam pipa kapiler vertikal saat menempuh

jarak tertentu. Alat yang digunakan dengan metode ini adalah viscometer Ostwald yang

unsur kerjanya berdasarkan Hukum Poiseuille (Mochtar,1990). Hukum Poiseuille

dituliskan:

ΔP = Iv ……………….(2.1)

dimana P menunjukan tekanan, merupakan koefisien viskositas fluida, l adalah panjang

pipa kapiler yang dilalui fluida, dan Iv menunjukkan laju aliran volume. Berdasarkan

Hukum Poiseuille dengan viskometer Ostwald dapat ditentukan viskositas fluida jika

h,a,l dan v dapat diukur.

Persamaanya:

= ………………..(2.2)

Selain menggunakan viskometer Ostwald, koefisien viskositas fluida dapat diukur

menggunakan metode Stokes, menentukan koefisien viskositas melalui pengukuran

laju terminal (laju konstan) benda berbentuk bola dalam fluida yang ingin diukur

koefisien viskositasnya yang dijatuhkan dari atas permukaan fluida. Selama resultan

gaya-gaya yang bekerja pada bola nol, maka bola mengalami laju terminal (konstan)

berlaku rumus:

= ( ………………..(2.3)

= ( ………………..(2.4)

dimana m menunjukkan kecepatan terminal, adalah rapat massa cairan, g adalah

percepatan grafitasi bumi, adalah rapat massa bola, r adalah jari-jari bola, dan

merupakan angka kekentalan viskositas.

A

B

Gambar 2.2 Jatuhnya bola pada fluida

(Mochtar,1990)

Jika jarak AB=h, waktu bola dari A ke B adalah t, diameter bola d, dan massanya m,

maka persamaan diatas akan menjadi:

= …………………..(2.5)

Cara menghitung rapat massa bola ( dapat digunakan rumus:

= …………………..(2.6)

dimana menunjukkan massa benda dan menunjukkan volume benda.

Jika dalam viskositas cairan (alkohol) = c.x.tx dan viskositas air = c.w.tw, maka viskositas

alcohol x terhadap viskositas air w adalah:

w = w …………………..(2.7)

Koefisien viskositas air ditentukan melalui interpolasi data dari tabel pada suhu yang

sesuai. Perangkat percobaan viscometer Ostwald digunakan untuk menentukan

viskositas fluida, terutama yang encer (Waluyo,2004).

Kaitan viskositas dengan jurusan Kimia adalah pada saat ingin melakukan suatu reaksi

Kimia yang berhubungan dengan fluida, viskositas dapat digunakan dalam menentukan

lamanya reaksi yang dibutuhkan.

Viskositas dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya:

1. Temperatur atau suhu

Koefisien viskositas akan berubah sejalan dengan temperatur (Ginting,1991).

2. Gaya tarik antar molekul

Perbedaan kuat gaya kohesi menjadi faktor penentu kekentalan suatu fluida.

3. Jumlah molekul terlarut

Jumlah molekul terlarut memberikan komposisi yang lebih padat terhadap suatu fluida.

4. Tekanan

Pada saat tekanan meningkat, viskositas fluidapun akan naik.

BAB 3. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan praktikum menentukan kekentalan (viskositas)

zat cair ini adalah:

1. Viskometer bola jatuh dengan perlengkapannya 1 set: untuk mengukur

kekentalan (viskositas) zat cair.

2. Mikrometer: untuk mengukur diameter bola.

3. Stopwatch: untuk menghitung waktu.

4. Neraca / timbangan: untuk mengukur massa benda.

5. Benda padat berbentuk bola: untuk bahan yang dicelupkan kedalam viskometer.

6. Mistar, penjepit: untuk mengukur jarak.

3.2 Design

Adapun design yang digunakan praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair

ini adalah:

Gambar 3.2.1

(Purwandari,2013)

3.3 Langkah Kerja

Adapun langkah kerja yang digunakan praktikum menentukan kekentalan (viskositas)

zat cair ini adalah:

1. Diameter dalam dari tabung diukur.

2. Salah satu diameter bola kecil yang tersedia diukur.

3. Massa bola kecil tersebut ditimbang.

4. Kedudukan titik T diperhatikan dari tabung percobaan, dimana pada kedudukan

di titik T, bola (Q) dianggap telah mencapai kecepatan terminalnya.

5. Titik (S1) ditentukan yang jaraknya 40 cm dibawah titik T.

6. Bola (Q) dijatuhkan dan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak dari titik

(T) ke titik S1 dicatat, diulangi sebanyak 3 kali.

7. Point 5-7 diulangi untuk jarak S yang berbeda-beda ( tanya ke asisten)

semuanya dengan ukuran bola yang sama.

8. Hal yang sama dilakukan untuk 2 bola kecil lainnya dengan diameter yang

berbeda.

3.4 Analisis Data

r =?

Δr =?

Vm = (tidak langsung)

Δs = nst

Δt =

Δ Vm =

=

v =

I = x 100%

K = 100% – I

AP = 1- log

= (2

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

m bola kecil : 1,2 gram = 1.200 mgram

m bola besar : 2,3 gram = 2.300 mgram

d dalam tabung : 48,8 mm

d bola kecil : 6,76 mm

d bola besar : 8,25 mm

1. Pada Minyak Kelapa

Bola Besar

40 cm 50 cm 60 cm

t1 37 m sekon 46 m sekon 53 m sekon



t ± Δt 36,3 ± 2,08 m sekon 45,7 ± 1,53 m sekon 51,0 ± 3,46 m sekon

Vm ± Δ Vm 11,00 ± 0,63 cm/ms 11,0 ± 0,36 cm/ms 11,8 ± 0,77 cm/ms

Jarak (s) Vm η Δη η ± Δη I K AP

40 cm 11 cm/ms 12,84 0,28 12,84 ± 0,28 2,18 % 97,82 % 3

50 cm 11 cm/ms 12,84 0,26 12,84 ± 0,26 2 % 98 % 3

60 cm 11,76 cm/ms 12 0,72 12 ± 0,72 6 % 94 % 2

r = 4,125 mm Δr = 0,01 mm x = 5 x10-3 mm

r ± Δr = 4,125 mm ± 0,005 mm

ρb = 7,42 mg/mm Δ ρb = 0,2 mg/mm

ρb ± Δ ρb = 7,42 mg/mm ± 0,2 mg/mm

Fk = 1,16 Δ Fk = 7,24 x 10-5

Fk ± Δ Fk = 1,16 ± 7,24 x 10-5

mb = 23 x 102 mg Δ mb = 50 mg

mb ± Δ mb = 23 x 102 mg ± 50 mg

Bola Kecil

40 cm 50 cm 60 cm







40 cm 8,3 cm/ms 17,3 15,5 17,3 ± 15,5 91 % 9 % 1

50 cm 8,58 cm/ms 16,46 2,58 16,46 ± 2,58 15,6 % 84,4 % 2

60 cm 8,90 cm/ms 15,87 0,65 15,87 ± 0,65 4,1 % 95,9 % 2

r = 3,38 mm Δr = 0,01 mm x = 5 x10-3 mm

r ± Δr = 3,38 mm ± 0,005 mm

ρb = 7,42 mg/mm Δ ρb = 0,20 mg/mm

ρb ± Δ ρb = 7,42 mg/mm ± 0,20 mg/mm

Fk = 1,16 Δ Fk = 7,24 x 10-5

Fk ± Δ Fk = 1,16 ± 7,24 x 10-5

mb = 12 x 102 mg Δ mb = 50 mg

mb ± Δ mb = 12 x 102 mg ± 50 mg

1. Pada Oli / SAE 30

Bola Besar

40 cm 50 cm 60 cm







40 cm 4,4 cm/ms 56,2 2,7 56,2 ± 2,70 4,8 % 95,2 % 2

50 cm 4,2 cm/ms 59,1 33,3 59,1 ± 33,3 56,34 % 43,66 % 1

60 cm 4,46 cm/ms 55,7 13,17 55,7 ± 13,17 23,64 % 76,36 % 2

r = 4,125 mm Δr = 0,01 mm x = 5 x10-3 mm

r ± Δr = 4,125 mm ± 0,005 mm


ρb ± Δ ρb = 7,8 mg/mm ± 0,19 mg/mm

Fk = 1,03 Δ Fk = 5 x 10-5

Fk ± Δ Fk = 1,03 ± 0,05 x 10-3

mb = 23 x 102 mg Δ mb = 50 mg

mb ± Δ mb = 23 x 102 mg ± 50 mg

Bola Kecil

40 cm 50 cm 60 cm




t ± Δt 115 ± 23,9 m sekon 154,3 ± 22,6m sekon 175,7 ± 2,5 m sekon



40 cm 3,48 cm/ms 41 6,61 41,0 ± 6,61 16,6 % 83,9 % 2

50 cm 3,24 cm/ms 48,6 2 48,6 ± 2,00 4,11 % 95,89 % 2

60 cm 3,41 cm/ms 46,1 4,65 46,1 ± 4,65 10,08 % 89,92 % 2

r = 3,38 mm Δr = 0,01 mm x = 5 x10-3 mm

r ± Δr = 3,38 mm ± 0,005 mm


ρb ± Δ ρb = 7,4 mg/mm ± 0,34 mg/mm

Fk = 1,03 Δ Fk = 4,9 x 10-5

Fk ± Δ Fk = 1,03 ± 4,9 x 10-5

mb =12 x 102 mg Δ mb = 50 mg

mb ± Δ mb =12 x 102 mg ± 50 mg

4.2 Pembahasan

Dari percobaan praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair yang telah

dilakukan, didapatkan hasil yang dapat dijadikan patokan dalam pembahasan.

Pengaruh antara diameter terhadap kecepatan bola saat dijatuhkan ialah semakin

besar diameter bola, maka semakin cepat bola jatuh. Namun, hal tersebut sangat

bergantung pada massa bola itu sendiri.

Jika 2 bola yang bermassa berbeda dijatuhkan pada zat cair, maka bola yang bermassa

paling besar yang akan mengalami kecepatan terbesar. Hal itu terjadi karena berat

benda akan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi. Sehingga benda yang memiliki

massa yang besar akan memiliki berat yang besar pula dan mengalami kecepatan yang

besar.

Pengaruh kekentalan terhadap kecepatan jatuhnya bola yaitu semakin kental suatu zat

cair atau fluida, maka daya untuk memperlambat suatu gerakan jatuhnya bola semakin

besar. Sehingga semakin kental suatu zat cair, semakin lambat pergerakan benda yang

jatuh didalamnya. Sebaliknya, semakin encer suatu zat cair atau fluida, maka semakin

cepat benda yang dijatuhkan kedalamnya.

Sementara pengaruh massa suatu benda yang dijatuhkan kedalam zat cair atau fluida

terhadap kecepatan jatuhnya bola ialah semakin besar massa benda tersebut, maka

semakin besar pula kecepatan jatuhnya benda tersebut. Dari sini dapat disimpulkan

bahwa massa suatu benda yang dijatuhkan kedalam zat cair (fluida) berbanding lurus

terhadap kecepatan jatuhnya bola tersebut dalam fluida (zat cair).

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan praktikum menentukan kekentalan (viskositas) zat cair ini

adalah:

1. Semakin besar diameter bola yang dijatuhkan kedalam fluida, semakin besar

pula kecepatan benda tersebut jatuh.

2. Semakin kental suatu zat cair atau fluida, semakin lambat kecepatan bola yang

jatuh didalamnya.

3. Semakin besar massa bola yang jatuh kedalam fluida, semakin besar kecepatan

bola tersebut saat jatuh kedalamnya.

5.2 Saran

Sebaiknya pada saat praktikum praktikan harus memahami dan mengusai materi yang

akan diujikan serta langkah kerja yang akan dilakukan, sehingga tidak terjadi kesalahan

dalam pengamatan atau praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Ginting,Diner.1991.Hidraulika.Jakarta:Gelora Aksara Pratama.

Moctar.1990.Mekanika Fluida.Jakarta:Erlangga.

Prijono,Arko.1985. Mekanika Fluida.Jakarta:Erlangga.

Waluyo,Agus.2004.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar.Surabaya:ITS.

viskositas

Documents