Viskositas --- Fisika
Download as docx, pdf0 likes15,169 views
Dokumen ini membahas mengenai viskositas fluida, termasuk penjelasan tentang pengaruh suhu dan metode pengukuran menggunakan hukum Stokes. Percobaan dilakukan untuk menentukan viskositas dari minyak goreng dan oli, yang menunjukkan bahwa oli memiliki viskositas lebih tinggi dan mempengaruhi kecepatan jatuh dari bola baja. Hasil menunjukkan viskositas oli antara 8,11-12,09 poise dan minyak goreng antara 6,11-7,95 poise.
![Nilai viskositas setiap fluida berbeda menurut jenis material tempat fluida tersebut
mengalir. Tingkat kekentalan suatu fluida juga dipengaruhi oleh suhu, semakin tinggi
suhu zat cair, semakin kental zat cair tersebut.
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas :
1. Fluida yang digunakan
2. Luas penampang
3. Objek yang digunakan
4. Temperatur sedikit banyak ikut mempengaruhi kekentalan dari fluida
Kecepatan terminal dirumuskan
Vt = [2/9] . [r2.g/侶] (b f)
Vt = Kecepatan terminal (m/s)
r = jari-jari bola (m)
g = gravitasi (m s-2)
侶 = koefisien viskositas (Nsm-2)
b = massa jenis benda (kg m-3)
f = massa jenis fluida (kg m-3)
Viskositas Page 4](https://image.slidesharecdn.com/isiyangbener-140910053548-phpapp01/85/Viskositas-Fisika-4-320.jpg)
![= 0,2kg / 0,083
= 2,4 kg /m-3
2. f Minyak goreng dan Oli = m/v
= 0,8 x 103/ 2 x10-4
= 0,4 x 107 kg/m-3
3. Vt minyak goreng = [2/9] . [r2.g/侶] (b f)
= [2/9] . [(0,02)2.10/1,5] (2,4 0,4 x 107)
= (2/9) (2,6 x 10-3)(2 x 10-8)
= 1,15 x 10-11 m/s
Vt Oli = [2/9] . [r2.g/侶] (b f)
= (2/9) ((0,02)2.10/3 x 10-2) (2,4 0,4 x 107)
= (2/9) (1,3 x 10-4)( 2 x 10-8)
= 0,57 x 10-12 m/s
()
4. Vminyak goreng =
=(2,4 0,4 x 107)( 1,15 x 10-11)(10)
6.3,14.1,5.0,02
=(2 x 10-8)(11,5 x 10-11 )
0.5652
= 23 x 10-19/0,5652 = 40,69 x 10-19
VOli =
()
= (2,4 0,4 x 107)(0,57 x 10-12)(10) = (2 x 10-8)(5,7 x 10-12)
6.3,14.3 x 10-2.0,02 1,13 x 10-2
= 11,4 x 10-20 /1,13 x 10-2 = 10,08 x 10-18
Viskositas Page 7](https://image.slidesharecdn.com/isiyangbener-140910053548-phpapp01/85/Viskositas-Fisika-7-320.jpg)
Viskositas --- Fisika
- 1. Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Viskositas fluida merupakan ukuran ketahan sebuah fluida terhadap deformasi atau perubahan bentuk.Viskositas suatu gas bertambah dengan naiknya temperature karena makin besarnya aktivitas molekular ketika temperature meningkat.Pada zat cair,jarak antarmolekul jauh lebih kecil sebanding pada gas,sehingga kohesi molekuler disitu kuat sekali.Peningkatan temperature mengurangi kohesi molekuler, dan ini diwujudkan berupa berkurangnya viskositas fluida.Oleh karena itu,pada zat cair dapatlah ditentukan angka kekentalannya dengan menggunakan viskositas benda yang dijatuhkan pada fluida.Misalnya dengan menjatuhkan bola besi ke dalam oli atau pun ke dalam minyak goreng. 1.2. Rumusan Permasalahan 1. Apakah viskositas itu? 2. Bagaimana menghitung kecepatan terminal dan viskositas? 3. Bagaimana dampaknya pada perhitungan tersebut? 1.3. Tujuan Percobaan 1. Dapat menentukan viskositas suatu materi dengan metode benda jatuh 2. Mengetahui hasil pengamatan dan percobaan viskositas zat cair yang dilakukan sebelumnya. 1.4. Manfaat Percobaan 1. Mampu mengetahui arti viskositas yang sebenarnya dalam aplikasinya. 2. Mengetahui peran viskositas dalam kehidupan. Viskositas Page 1
- 2. Bab II Kajian Pustaka V iskositas merupakan ukuran fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan didalam fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan didalam fluida.Makin besar viskositas suatu fluida, makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak didalam fluida tersebut. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas (侶). Satuan SI untuk koefisen viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa.s). Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya 侶. Misalkan bola jatuh ke dalam fluida.Selama geraknya,pada bola bekerja beberapa gaya yaitu gaya berat,gaya ke atas (gaya archimedes). Dan gaya Stokers.Pada saat bola dijatuhkan dalam fluida,bola bergerak dipercepat vertikal ke bawah,karena kecepatannya bertambah ,maka gaya Stokes juga bertambah sehingga suatu saat bola berada dalam keadaan setimbang dengan kecepatan tetap.Kecepatan bola pada saat mencapai nilai maksimum dan tetap disebut kecepatan terminal. Pada saat bola dalam keadaan setimbang,maka resultan gaya yang bekerja pada bola sama dengan nol. Rf = 0 Fa+Fs=Wb Karena volume bola V=4/3 r3 dan m= . maka: Viskositas Page 2
- 3. . (/ ) + . . . . = / . . . . . . = /. ( ) Jadi 侶 = (2.r2.g/9.v).( ) Atau () V= Pada kebanyakan fluida makin tinggi suhu makin rendah koefisien viskositasnya. a. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contoh : air b. Fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contoh : minyak goreng Fluida Yang Memiliki Viskositas Fluida yang memiliki viskositas ada dalam kehidupan sehari-hari yang disebut fluida sejati. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir contohnya adalah air. Sebaliknya fluida yang lebih kental, lebih sulit mengalir, sebagai contoh minyak goreng, oli, madu. Fluida sejati memiliki sifat-sifat sebagai berikut. 1) Dapat dimampatkan (kompresibel); 2) Mengalami gesekan saat mengalir (memiliki viskositas); 3) Alirannya turbulen (alirannya tidak sejajar). Viskositas Page 3
- 4. Nilai viskositas setiap fluida berbeda menurut jenis material tempat fluida tersebut mengalir. Tingkat kekentalan suatu fluida juga dipengaruhi oleh suhu, semakin tinggi suhu zat cair, semakin kental zat cair tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : 1. Fluida yang digunakan 2. Luas penampang 3. Objek yang digunakan 4. Temperatur sedikit banyak ikut mempengaruhi kekentalan dari fluida Kecepatan terminal dirumuskan Vt = [2/9] . [r2.g/侶] (b f) Vt = Kecepatan terminal (m/s) r = jari-jari bola (m) g = gravitasi (m s-2) 侶 = koefisien viskositas (Nsm-2) b = massa jenis benda (kg m-3) f = massa jenis fluida (kg m-3) Viskositas Page 4
- 5. Bab III Metodologi Percobaan 3.1 Alat dan Bahan Alat 1. Tabung penampung Oli dan Minyak 2. 2 buah bola besi 3. Stopwatch 4. Karet gelang Bahan 1. Minyak Goreng 2. Oli pelumas 3.2 Langkah Kerja 1. Tuang oli pada gelas ukur. 2. Jatuhkan bola besi yang pertama pada oli,perhatikan titik awal dimana kecepatan bola besi mencapai titik maksimum dan tetap(kecepatan terminal) dan titik akhir kecepatan terminal bola tersebut,lalu ukur panjang dari titik awal ke titik akhir tersebut. 3. Ukur 10 cm pada botol gunakan karet gelang untuk memposisikannya 4. Celupkan bola besi yang kedua dan hitunglah waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan terminalnya. 5. Ulangi cara kerja nomor 1-4 tadi dengan menggunakan minyak goreng. Viskositas Page 5
- 6. Bab IV Hasil Dan Pembahasan 4.1 Pembahasan Pada percobaan ini dilakukan pengukuran harga viskositas dari suatu zat cair. Disimi digunakan tabung panjang yang memunyai prinsip yang sama dengan viskometer. Pada tabung ini diisi dengan zat cair yang akan diukur viskositasnya dengan cara menjatuhkan bola baja yang telah diketahui diameternya dan waktu yang diperlukan bola mencapai dasar tabung. Selain ukuran bola, tinggi dan volume cairan yang diisi tabung perlu diukur untuk dimasukkan dalam perhitungan untuk mengetahui harga viskositasnya. Ukuran bola baja mempengaruhi cepat atau tidaknya waktu yang diperlukan untuk mencapai dasar tabung. Disini ukuran dan masa bola yang dipakai adalah 12,16 mm dan 8,5 gram. Setelah diperoleh waktu yang diperlukan oleh fluida tersebut dicatat, kemudian dipanaskan. Setelah dibandingkan waktu yang diperoleh lebih kecil (lebih cepat). Hal ini disebabkan pemanasan yang dilakukan akan menurunkan harga viskositas dari minyak / oli tersebut. Turunnya harga viskositas ini karena kerapatan dari partikel minya/oli berkurang karena pemanasan tersebut Dari fluida yang dipakai, maka semakin kental (oli paling kental) maka bola yang dipai lebih berat dan besar ukurannya. Dari teori semakin besar suhu pemanasan pada fluida yang dipakai maka semakin kecil viskositasnya. Berdasarkan perhitungan didapat bahwa viskositas minyak lebih kecil pada viskositas oli. Pada oli viskositas yang diperoleh berkisar 12,09 poise, sedangkan viskositas pada minyak goreng berkisar antara 6,11 7,95 poise. Hal ini dibuktikan perbedaan pada percobaan. Dapat dilihat bola lebih lambat jatuh pada oli dari pada dalam minyak goreng. 4.2 Soal Mengenai Viskositas Dua buah bola besi memiliki jari-jari 0,02 m, massa jenis 0,2 kg jatuh bebas ke dalam botol yang berisi minyak goreng dan satunya lagi ke dalam oli pelumas yang mempunyai koefisien viskositas (Minyak : 1,5 Nsm-2 (pada suhu 20 C) dan Oli : 3 x 10-2 Nsm-2 (pada suhu 20 C)). Massa jenis (Minyak : 800 kgm-3 dan oli : 800 kgm-3). Percepatan gravitasi 10ms-2 Volume fluida adalah 2 x10-4 m3.Cari masing-masing kecepatan terminal tapi sebelum mencari kecepatan terminal perlu kita mencari massa jenis benda dan massa jenis fluida! Diketahui : g = 10 ms-2 侶 = 1,5 Nsm-2 pada minyak ; 3 x 10-2 Nsm-2 pada oli r = 0,02 m 1. b = m/v = 0,2 kg / (4/3 ) = 0, 2kg/ (4/3 . 3,14 .0,02) Viskositas Page 6
- 7. = 0,2kg / 0,083 = 2,4 kg /m-3 2. f Minyak goreng dan Oli = m/v = 0,8 x 103/ 2 x10-4 = 0,4 x 107 kg/m-3 3. Vt minyak goreng = [2/9] . [r2.g/侶] (b f) = [2/9] . [(0,02)2.10/1,5] (2,4 0,4 x 107) = (2/9) (2,6 x 10-3)(2 x 10-8) = 1,15 x 10-11 m/s Vt Oli = [2/9] . [r2.g/侶] (b f) = (2/9) ((0,02)2.10/3 x 10-2) (2,4 0,4 x 107) = (2/9) (1,3 x 10-4)( 2 x 10-8) = 0,57 x 10-12 m/s () 4. Vminyak goreng = =(2,4 0,4 x 107)( 1,15 x 10-11)(10) 6.3,14.1,5.0,02 =(2 x 10-8)(11,5 x 10-11 ) 0.5652 = 23 x 10-19/0,5652 = 40,69 x 10-19 VOli = () = (2,4 0,4 x 107)(0,57 x 10-12)(10) = (2 x 10-8)(5,7 x 10-12) 6.3,14.3 x 10-2.0,02 1,13 x 10-2 = 11,4 x 10-20 /1,13 x 10-2 = 10,08 x 10-18 Viskositas Page 7
- 8. Bab V Penutup 5.1 Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut 1. Bola baja lebih cepat jatuh pada minyak goreng dibandingkan bola yag dijatuhkan pada oli 2. viskositas oli lebih besar daripada minyak goreng 3. viskositas oli atau minyak akan turun apabila dilakukan pemanasan 4. Nilai viskositas oli berkisar antara 8,11-12,09 poise,pada minyak goreng berkisar 6,11- 7,95 poise 5. Kecepaan jatuhnya bola dalam minyak goreng adalah 81,21-105,26 cm/s,dan pada oli adalah sebesar 55-82 cm/s. 5.2 Saran 1. Pada saat percobaan hendaknya tidak ada gelembung yang terjadi pada cairan yang akan diuji viskositasnya. 2. Untuk cairan yang kental hendaknya digunakan bola yang massanya besar. Viskositas Page 8
- 9. Daftar Pustaka http://www.youtube.com/watch?v=ztlJU3mxXPQ Kamajaya.2003. Fisika Untuk SMU Kelas XI Semester 2.Jakarta:Grafindo http://rumushitung.com/2013/11/09/hukum-stokes-kecepatan-terminal/ http://www.scribd.com/doc/195142787/soal-viskositas http://fisikasiswa.blogspot.com/2014/01/viskositas.html Viskositas Page 9
- 10. Foto Kelompok Kami Dan Alat Viskositas Page 10