Bab 1 viskositas
- 1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Judul Angka kekentalan (viskositas) 1.2 Tujuan a. Untuk menentukan kecepatan bola jatuh dalam air b. Untuk menentukan kekentalan zat cair 1.3 Teori dasar Viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak, atau benda yang padat yang bergerak di dalam fluida.Besarnya gesekan ini biasanya juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak di dalam zat tersebut. Viskositas zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antara partikel zat cair. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul-molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan tidak memiliki viskositas yang tinggi.Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan dalam fluida terhadap gesekan.Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibading dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar. Gejala ini dapat dianalisis dengan mengontrodusir suatu besaran yang disebut kekentalan atau viskositas. Oleh karena itu, viskositas berkaitan dengan gerak relatif antar bagian- bagian fluida, maka besaran ini dapat dipandang sebagai ukuran tingkat kesulitan aliran fluida tersebut, makin besar kekentalan suatu fluida maka makin sulit fluida itu untuk mengalir. 1. Metode Ostwald Metode ini ditentukan berdasarkan Hukum Poiseuille menggunakan alat viskometer Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan cara mengukur waktu yang
- 2. diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari a ke b. Sejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskometer. Cairan kemudian diisap dengan pompa sampai dibatas a. Cairan di biarkan mengalir ke bawah dan waktu diperlukan dari a ke b dicatat menggunakan stopwatch. Viskositas dihitung menggunakan persamaan Poiseuille: Gambar Viskometer Ostwald t adalah waktu yang diperlukan cairan bervolume V yang mengalir melalui pipa kapiler dengan panjang l dan jari-jari r. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan aliran kedua ujung pipa viskometer. Untuk dua cairan yang berbeda dengan pengukuran alat yang sama diperoleh hubungan: Karena tekanan berbanding lurus dengan kerapatan cairan (d), maka berlaku: = 4 t 8 1 2 = 1 4 8 8 2 4 = 1 1 2 2 1 2 = 1 1 2 2
- 3. 2. Metode Bola Jatuh Penentuan ini berdasarkan hukum Stokes. Bola dengan rapatan dan jari-jari r dijatuhkan kedalam tabung berisi cairan yang akan ditentukan viskositasnya. Waktu yang diperlukan bola untuk jatuh melalui cairan dengan tinggi tertentu kemudian dicatat dengan stopwatch. Gaya berat yang menyebabkan bola turun kebawah sebesar: Dimanab dan f masing-masing kerapatan bola dan cairan sedangkan g adalah percepatan gravitasi.Selain itu bekerja gaya gesek yang arahnya keatas sebesar: Pada keadaan setimbang, Fw=Fg sehingga Gambar Viskositas Bola Jatuh Apabila digunakan metode perbandingan dua cairan berlaku: Jika sebutir benda kecil berbentuk bola dimasukkan ke dalam zatcair (B bola > BJ air), maka akan bergerak turun. Karena gerakan ini, maka padabola bekerja gaya-gaya: 告 = 4 3 3( b f)g g = 6 = 2 2 g( f ) 9 V 1 2 = (1 1)1 (2 2)2
- 4. Gaya berat bola = m.g (arahnya ke bawah) Gaya apugdari dari zat cair B= 4/3 r3 Gaya stokes= F = 6 r.v (arahnya ke atas) Gaya netto (gaya bersih / resultane) yang bekerja padabola arahnya ke bawah adalah merupakan hasil kali massa dengan percepatanya maka: m.g-(B+F)=m.a jika benda tersebut jatuh jatuh pada permukaan zatcar yang luasnya tak terhingga, dalm keadaan stabil gaya gesekan F tersebu akan sama dengan selisih gaya bera dan gaya keatas sehingga: 6 r.v = 4/3 r3 (bola-za cair) g V = 2/9 r2 ( ю ) Tetapi jika bola tersebubergerak jatuh dalm zat cair, didalam tabung yang jari-jarinya teretentu, maka kecepata gerak v dapat dikoreksi dengan: V = (1+ 2,4 r/R) vi Vi adalah kecepatan gerak benda jatuh bola dari percobaan. Dari koreksi diatas, maka jika bola dilepaska dengan kecepatan awal = ol, dan sesudh mencapai kecepatan gerak turun yang konstan (percepatan awal = nol), maka berlaku rumus: = 22 . (ю ) 9 ｐ (1+2,4 /) = kekentalan zat cair (dyne det/cm2 atau poise) r = jari-jari bola (cm) R = jari-jari tabug kaca (cm) G = graviasi = 980 cm/det2 Vi = kecepatan bola 痢 = rapatmassa (gram/cm3)
- 5. BAB II METODELOGI 2.1 Alat dan Bahan 1. tabung kaca berisi zatcair 2. Minyak pelumas 3. bola kecil 4. Penggaris 5. bola kecil (baja dan kaca) 6. Stop wacth 7. neraca analitik 8. Mikrometer 9. jangka sorong 10. Aerometer beaume 2.2 Cara kerja 1. Mengukur jari-jari bola kaca dan bola baa dengan micrometer, setiap bola diukur tiga kali pada kedudukan yang berbeda. 2. Menimbang bola kaca dan bola baja masing-masing tiga bola. 3. Mengukur jari-jari tabung kaca yang berisi zat cair, mengukur lima kali pada kedudukan yang berbeda. 4. Mengukur jarak tertetu dari tabug kaca yang berisi zat cair(diberi tanda benang). 5. Mengukur rapat massa zat cair dengan aerometer beaume. 6. Melepaskan bola dari permukaan caira denga pinset dan diukur kecepatan degan stop wacth. 7. Perlakuan 1s/d 6 diulang dua kali dengan bola yang berbeda dan perlakuan 1 s/d 7 diulang untuk bola jenis lain.
- 6. BAB III HASIL PENGAMATAN A. Menentukan jari-jari 1. Bola Baja ulangan Diameter (cm) Jari-jari (cm) Bola 1 Bola 2 Bola 3 Bola 1 Bola 2 Bola 3 1 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 3 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 Rata-rata 0,1 0,1 0,1 2. Bola kaca ulangan Diameter (cm) Jari-jari (cm) Bola 1 Bola 2 Bola 3 Bola 1 Bola 2 Bola 3 1 6,6 6,6 6,6 3,3 3,3 3,3 2 6,6 6,6 6,6 3,3 3,3 3,3 3 6,6 6,6 6,6 3,3 3,3 3,3 Rata-rata 3,3 3,3 3,3 B. Menentukan berat bola ulangan Berat bola baj (g) Berat bola kaca (g) 1 0,8 5,3 2 0,8 5,3 3 0,8 5,3 C. Menentukan jari-jari tabung kaca Ulangan Diameter (cm) Jari-jari (cm) 1 5,6 2,8 2 5,6 2,8 3 5,6 2,8 4 5,6 2,8
- 7. 5 5,6 2,8 Rata-rata 2,8 D. Menentukan Kecepatan Bola 1. Untuk bola baja Ulangan Panjang kolom (cm) Waktu (detik) Kecepatan (cm/det) Bola 1 28,5 0,54 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,54 = 52,7 Bola 2 28,5 0,54 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,54 = 52,7 Bola 3 28,5 0,54 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,54 = 52,7 2. Untuk bola kaca Ulangan Panjang kolom (cm) Waktu (detik) Kecepatan (cm/det) Bola 1 28,5 0,79 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,79 = 36,08 Bola 2 28,5 0,79 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,79 = 36,08 Bola 3 28,5 0,79 = Panjang kolom Waktu = 28,5 0,79 = 36,08
- 8. BAB IV PEMBAHASAN Pada pembahasan ini, kami membahas praktikum yang berjudul Angka Kekentalan (Viskositas). Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan kecepatan bola jatuh dalam air, dan Untuk menentukan kekentalan zat cair. Adapun alat dan bahan yang dibutuhkan pada praktikum ini antara lain tabung kaca berisi zat cair, Minyak pelumas, bola kecil, Penggaris, bola kecil (baja dan kaca), Stop wacth, neraca analitik, Mikrometer, jangka sorong, dan Aerometer beaume. Mistar atau penggaris adalah alat ukur panjang yang sering digunakan. Alat ukur ini memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Mistar memiliki ketelitian pengukuran setengah dari skala terkecilnya yaitu 0,5 mm. Pada saat melakukan pengukuran dengan mistar, arah pandangan harus tegak lurus dengan dengan skala pada mistar dan benda yang diukur. Jika tidak tegak lurus maka akan menyebabkan kesalahan dalam pengukurannya, bisa lebih besar atau lebih kecil dari ukuran aslinya. Stopwatch adalah alat ukur besaran waktu yang dapat diaktifkan dan dimatikan. Stopwatch diaktifkan ketika pengukuran waktu akan dimulai dan pada akhir pengukuran bisa dihentikan (dimatikan). Ketika dihentikan, jarum stopwatch menunjukkan waktu sesuai dengan selang waktu stopwatch diaktifkan, bukan kembali ke nol. Dengan demikian, lama pengukuran dapat dibaca dengan mudah. Ketika pengukuran kembali dilakukan, cukup dengan menekan tombol untuk mengembalikan jarum ke posisi nol. Stopwatch terbagi menjadi dua jenis, yaitu stopwatch jarum dan stopwatch digital. Jangka sorong ialah alat ukur yang ketelitiannya hingga seperseratus milimeter. Terbagi menjadi dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Adapun fungsi dari jangka sorong adalah 1. Dipakai untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit. 2. Dipakai untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara tancapkan bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang. 3. Dipakai untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur.
- 9. Adapun cara peggunaan jagka sorong adalah a. Mengukur diameter dalam : 1. menggeser rahang jangka sorong sedikit kekanan. 2. meletakkan benda/gelas yang akan diukur sehingga kedua rahang jangka sorong dapat masuk ke dalam benda/gelas tersebut. 3. menggeser rahang kekanan hingga kedua rahang jangka sorong menyentuh kedua dinding dalam benda/gelas yang diukur. b. Mengukur diameter luar : 1. menggeser rahang jangka sorong kekanan sehingga benda yang diukur dapat masuk diantara kedua rahang (antara rahang geser dan rahang tetap). 2. menaruh benda yang akan diukur diantara kedua rahang. 3. menggeser rahang kekiri sedemikian sehingga benda yang diukur terjepit oleh kedua rahang. c. Mengukur kedalaman : 1. mearuh benda yang akan diukur dalam posisi berdiri tegak. Contoh gelas. 2. memutar jangka (posisi tegak) kemudian letakkan ujung jangka sorong ke permukaan tabung yang akan diukur dalamnya. 3. menggeser rahang jangka kebawah sehingga ujung batang pada jangka sorong menyentuh dasar gelas. 4. mencatat hasil pengukuran. Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi ketelitian jangka sorong adalah : Dx = 遜 x 0,01 cm = 0,005 cm. Aerometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu zat cair. Nilai massa jenis suatu zat cai dapat diketahui dengan membaca skala pada aerometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Aerometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan aerometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain
- 10. supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas. Cara Membaca Hasil Pengukuran Cara membaca hasil pengukuran pada aerometer adalah dengan membaca skala yang ditunjuk oleh zat cair yang naik dalam aerometer. Satuan yang digunakan dalam pengukuran ini adalah g cm-3. skala yang terbaca ini merupakan massa jenis relatif. Prinsip Kerja Aerometer merupakan salah satu dari aplikasi hukum Archimedes yang sering kita jumai dalam kehidupan sehari-hari. Jadi prinsip kerjanya menggunakan Hukum Archimedes, yang menyatakan bahwa benda yang tercelup ke dalam fluida mengalami gaya ke atas seberat fluida yang dipindahkan. Ketika aerometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis zat cair yang diukur, karena di dalam aerometer terdapat zat cair yang massa jenisnya sudah diketahui dan tertuang dalam skala yang tertera pada aerometer. Aerometer adalah alat dengan tingkat ketelitian pengukuran berat jenis tertinggi. Hal tersebut dikarenakan hasil pengukuran berat jenis dengan alat ini hasilnya tepat. Adapun cara kerja yangkami lakuka pada praktikum ini yaitu Mengukur jari-jari bola kaca dan bola baa dengan micrometer, setiap bola diukur tiga kali pada kedudukan yang berbeda, Menimbang bola kaca dan bola baja masing-masing tiga bola, Mengukur jari-jari tabung kaca yang berisi zat cair, mengukur lima kali pada kedudukan yang berbeda, Mengukur jarak tertetu dari tabug kaca yang berisi zat cair(diberi tanda benang), Mengukur rapat massa zat cair dengan aerometer beaume, Melepaskan bola dari permukaan caira denga pinset dan diukur kecepatan degan stop wacth, Perlakuan 1s/d 6 diulang dua kali dengan bola yang berbeda dan perlakuan 1 s/d 7 diulang untuk bola jenis lain.
- 11. Perhitungan Bola Baja = 4 3 3 = 1 4 3 . 3,14. 0,13 = 1 4,18.103 = 2 9 2 . ( ) 1 1+2,4 / = 2 9 0,12 .980 /2 52,7 ( 1 4,18 1) 1 1+2,4 0,1/2,8 = 2 9 0,186 ( 1 4,18 1) 1 1+2,4 (0,005) = 2 9 0,186(0,75) 1 0,005+0,012 = 2 9 0,186(0,75) 1 0,017 =-1,82 Bola kaca = 4 3 3 = 1 4 3 . 3,14. 3,33 = 1 4 3 . 3,14.36 = 1 150,7 = 2 9 2 . ( ) 1 1 + 2,4 /
- 12. = 2 9 3,32 . 980 36,08 ( 1 150,7 1) 1 1 + 2,4 3,3/2,8 = 2 9 10,89 36,08 (0,006 1) 1 1 + 2,4 (1,18) = 2 9 0,30(0,994) 1 1,18 + 2,832 = -0,16 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Viskositas Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut : a) Tekanan Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan. b) Temperatur Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur. c) Kehadiran zat lain Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air.Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat. d) Ukuran dan berat molekul Viskositas naik dengan naiknya berat molekul.Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi. e) Berat molekul Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak. f) Kekuatan antar molekul Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama. g) Konsentrasi larutan
- 13. 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 partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.
- 14. BAB V KESIMPULAN Viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak, atau benda yang padat yang bergerak di dalam fluida.Besarnya gesekan ini biasanya juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak di dalam zat tersebut. Viskositas zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antara partikel zat cair. Cara mmenetukan viktositas ada 2 macam yaitu Metode Ostwald, Metode Bola Jatuh.
- 15. DAFTAR PUSTAKA Internet.Online.Https://www.academia.edu/6832104/viskositas_zat_cair (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online./barinelyasa/viskositas-60224017 (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online./blueglowing/viskositas-zat-cair-cara-stokes (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online./ajengrizki/tegangan-permukaan-dan-viskositas- sma?qid=4420e0d9-1237-4a6a-a444-90554f6520c4&v=&b=&from_search=2 (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online./merygita/kimia-fisika-ii- viskositas?qid=4420e0d9-1237-4a6a-a444-90554f6520c4&v=&b=&from_search=1 (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online./widyafitriyani2/kekentalan-zat- cair?qid=4420e0d9-1237-4a6a-a444-90554f6520c4&v=&b=&from_search=3 (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online.http://www.pengertianahli.com/2015/03/pengertian-stopwatch.html (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online.http://edu.anashir.com/2013/11/alat-ukur-panjang-mistar-jangka-sorong.html (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online.https://www.academia.edu/6427305/viskositas (diakses pada 30 mei 2017) Internet.Online.https://www.academia.edu/5123485/viskositas_i (diakses pada 30 mei 2017)