Selasa, 28 Februari 2012

Laporan Praktikum Fisika Viscositas Zat Cair

1.    PENDAHULUAN


1.1  Latar Belakang
Viscositas adalah gesekan interval, gaya viskos melawan gerakan sebagai fluida relatif terhadap yang lain. Viscositas adalah alasan diperlukannya usaha untuk mendayung perahu melalui air yang tenang, tetapi juga merupakan suatu alasan mengapa dayung bisa bekerja. Efek viskos merupakan hasil yang penting dalam pipa aliran darah. Pelumasan bagian dalam mesin fluida viskos cenderung melekat pada permukaan zat yang bersentuhan dengannya (Sears, 1982).
Diantara salah satu sifat zat cair adalah kental (viskos) dimana zat cair memiliki kekentalan yang berbeda-beda materinya, misalnya kekentalan minyak goreng dengan kekentalan oli. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan tiap-tiap mesin membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda (Budianto, 2008).

1.2  Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dari praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair adalah untuk mengetahui viskositas zat cair berdasarkan hukum stokes.
Tujuan dari praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair adalah untuk menentukan koefisien  zat cair madu, glyserin dan minyak goreng

1.3  Waktu dan Tempat
Praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair dilaksanakan pada hari Selasa, 15 November 2011 pukul 06.30-09.00 WIB.
Praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair dilaksanakan di Laboratorium Hidrobiologi Gedung C Lantai 1, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang.



  
2.    TINJAUAN PUSTAKA


2.1  Definisi Viscositas
Viscositas adalah fenomena transpor ketiga yang berlaku untuk gas (dan untuk fluida secara umum) (Alonso, 1994).
Viscositas dalam istilah orang awam adalah ukuran kekentalan suatu cairan. Semakin besar nilai viscositas maka semakin besar pula kekentalan cairan tersebut. Secara umum viscositas terdapat pada fluida seperti zat cair dan gas (Suciati, 2008).
Viscositas atau kekentalan dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya gesek. Viscositas terjadi terutama karena adanya interaksi antara molekul-molekul cairan (Erizal, 2010).

2.2  Definisi Fluida
Fluida adalah zat yang menempati ruang dan zat yang dapat mengalir. Dalam hal ini fluida adalah zat gas dan zat cair. Viscositas lainnya ada fluida riil atau fluida nyata (Fluida yang kita temui sehari-hari) (Lohat, 2009).
Fluida adalah suatu zat yang bentuknya dapat berubah secara kontinu akibat gaya geser pada benda padat. Gaya geser manyebabkan terjadinya perubahan bentuk atau deformasi, yang tidak berubah besarnya selama gaya yang bekerja ini besarnya tetap. Akan tetapi, baik Fluida Viskos maupun encer akan mengalami pergerakan antara satu bagian terhadap bagian lainnya bila ada gaya geser yang bekerja padanya. Jadi dapat dikatakan bahwa fluida tidak dapat menahan gaya geser (Hariyono, 1983).
Fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang sesuai dengan bentuk yang mengandung pembuluh. Volume cairan menempati dan pasti memiliki permukaan bebas, sedangkan suatu massa gas berkembang sampai menempati semua bagian dari setiap kapal (Gilles, 1986).

2.3  Hukum Poiseville
Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koefisien viskositas adalah N S/m2 = Pas (Pascal Sekon), satuan cgs (centimeter gram sekon). Untuk koefisien viscositas adalah dengan S/cm2 = Poise (P). Satuan Poise digunakan untuk mengenang seorang ilmuwan peranan yaitu Jean Louis Matle Poiseville (Sutrisno, 1981).
Hukum Poiseville menyatakan bahwa cairan yang mengalir melalui saluran pipa akan berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan pangkat empat jari-jari pipa (Reynold, 2000).

2.4  Hukum Stokes dan Kecepatan Terminal
Hukum Stokes adalah tentang gerak bola dalam fluida yang kental yang melalui viscositas menimbulkan gaya gesek sebesar F = -Gph rV dimana h = viscositas fluida dan r = radius bola (Administrator, 2008).
Hukum Stokes adalah dasar dari viscometer jatuh bola, dimana fluida stasioner dalam tabung gelar vertical yang dapat diukur dengan waktu yang dibutuhkan untuk dua tanda Po tabung (Djojodiharjo, 1983).
Kecepatan terminal adalah sebuah benda yang jatuh bebas dalam fluida kental. Selama gerakannya, pada benda tersebut bekerja tiga buah gaya. Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah seimbang (Souja, 1998).
Kecepatan terminal adalah kecepatan konstan yang dialami suatu objek yang jatuh bebas karena pengaruh gravitasi dan gaya hambatan udara. Dimana disini : gaya tarik gravitasi (Fg) = gaya lambat udara (Fd) (Tinler, 1998).




3.    METODOLOGI


3.1  Alat dan Fungsi
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair adalah :
·         Gelas ukur 1000 ml                 : sebagai wadah gliserin, minyak goreng                                                                     dan madu
·         Jangka Sorong                        : untuk mengukur diameter luar dan dalam                                                                 dari gelas ukur
·         Mikrometer Sekrup                 : untuk mengukur diameter bola besi
·         Bola besi                                  : sebagai parameter viscositas
·         Meteran atau penggaris          : untuk mengukur ketinggian gelas ukur                                                                      pada jarak 20 cm dan 30 cm
·         Magnet                                    : untuk mengambil bola besi dari gelas ukur
·         Nampan                                  : sebagai wadah alat dan bahan
·         Timbangan digital matler         : untuk mengukur berat bola besi dengan                                                                    kelelitian 10-4
·         Stopwatch                               : untuk mengukur waktu pengamatan.
·         Karet gelang                            : untuk menandai jarak 20 dan 30 cm pada                                                                 gelas ukur
·         Tali                                           : untuk mengikat magnet

3.2  Bahan dan Fungsi
Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair adalah :
·         Madu                                       : sebagai bahan yang diuji viscositasnya
·         Minyak goreng                        : sebagai bahan yang diuji viscositasnya
·         Gliserin                                    : sebagai bahan yang diuji viscositasnya
·         Tissue                                      : untuk membersihkan alat


3.3  Skema Kerja

Disiapkan alat dan bahan

Disiapkan zat cair minyak goreng, madu dan gliserin

Ditimbang bola besi dengan Timbangan Digital Matler

Diukur bola besi dengan Mikrometer Sekrup

Diukur diameter gelas ukur menggunakan Jangka Sorong

Diukur jarak 30 cm dan 20 cm dengan karet

Dimasukkan bola besi ke gelas ukur
         
Dihitung waktu dengan stopwatch


 Diambil bola besi dengan magnet

Dicatat

Hasil




4.    PEMBAHASAN


4.1  Data Pengamatan

No
Fluida
Massa
Bola (gr)
ρ0
(gr/cm2)
R
(cm)
R
(cm)
Jarak
(cm)
Waktu
(s)
Vg
(cm/s)
ƞ (gr/cm)
1
Madu
0,432
0,9
3,21
0,026
20
1,34
15,21
67,6 . 10-4
30
2,25
13,59
77,6 . 10-4
2
Gliserin
0,432
1,3
3,21
0,026
20
0,5
40,76
27,04 . 10-4
30
1,2
25,475
40,56 . 10-4
3
Minyak Goreng
0,432
0,9
3,21
0,026
20
0,31
65,74
16,22 . 10-4
30
0,59
51,81
20,28 . 10-4


4.2  Perhitungan Data
·         Diameter bola besi
       = bola besi . g
       = 0,342 . 10
= 4,32 g
·         Diameter dalam gelas ukur
= diameter luar - tebal tabung
= 6,44-0,02
= 6,42 cm
·         Jari-jari dalam tabung
= ½ . diameter bola besi
= ½ . 0,0521
= 0,02605 cm
·         Perhitungan kecepatan terminal
a)    Madu
Ketinggian 20 cm, waktu = 1,34 s
15,21 cm/s
Ketinggian 30 cm, waktu = 2,25 s
13,59 cm/s

b)    Gliserin
Ketinggian 20 cm, waktu = 0,5 s
40,76 cm/s
Ketinggian 30 cm, waktu = 1,2 s
25,475 cm/s

c)    Minyak goreng
Ketinggian 20 cm, waktu = 0,31 s
65,76 cm/s
Ketinggian 30 cm, waktu = 0,59 s
51,81 cm/s

·         Perhitungan Viskositas
a)    Madu
Ketinggian 20 cm, waktu = 1,34 s
67,6 . 10-4 Poisse
Ketinggian 30 cm, waktu = 2,25 s
77,06 . 10-4 Poisse

b)    Gliserin
Ketinggian 20 cm, waktu = 0,5 s
27,04 10-4 Poisse
Ketinggian 30 cm, waktu = 1,2 s
40,56 10-4 Poisse

c)    Minyak goreng
Ketinggian 20 cm, waktu = 0,31 s
16,22 . 10-4 Poisse
Ketinggian 30 cm, waktu = 0,59 s
20,28 . 10-4 Poisse

4.3  Analisa Prosedur
Pada praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair, pertama disiapkan alat dan bahan. Adapun alat yang digunakan adalah gelas ukur, jangka sorong, bola besi, mikrometer sekrup, timbangan digital matler, meteran, karet, stopwatch, nampan, magnet dan tali. Sedangkan bahan yang digunakan adalah madu, minyak goreng, gliserin dan tissue.
Setelah alat dan bahan disiapkan, ditimbang bola besi dengan timbangan digital matler dengan ketelitian 10-4. Kemudian diukur diameter bola besi dengan mikrometer sekrup. Setelah itu diukur diameter dan tebal gelas dengan menggunakan jangka sorong. Lalu gelas ukur diukur pada ketinggian 20 cm dan 30 cm, tandai dengan karet kemudian dimasukkan bola besi pada minyak goreng dan hitung waktu dengan stopwatch pada saat bola besi mencapai ketinggian 20 cm dan 30 cm. Dengan cara yang sama seperti pada minyak goreng, bola besi dimasukkan pada gliserin dan hitung waktunya menggunakan stopwatch pada saat bola besi mencapai ketinggian 20 cm dan 30 cm. Lalu masukkan bola besi pada madu dan hitung waktunya menggunakan stopwatch pada saat bola besi mencapai ketinggian 20 cm dan 30 cm. Kemudian catat hasilnya.
Kemudian menghitung kecepatan terminal yang dilambangkan (Vg) dengan menggunakan rumus :
            
Dimana (h) adalah ketinggian zat cair yang ditempuh bola besi, t adalah waktu yang dibutuhkan bola besi untuk mencapai ketinggian (h), r adalah jari-jari bola besi dan R adalah jari-jari gelas ukur.
     Kemudian menghitung viscositas yang dilambangkan dengan rumus             dimana ρB adalah massa jenis bola besi (7,87 gr/cm3). Sedangkan ρ0 adalah massa jenis zat cair. ρ0 madu dan minyak goreng adalah 0,9 gr/cm3. Sedangkan ρ0 gliserin adalah 1,3 gr/cm3.

4.4  Analisa Hasil
Pada praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair, diperoleh hasil sebagai berikut: waktu yang diperlukan bola besi untuk mencapai ketinggian 20 cm dan 30 cm, berbeda untuk setiap zat cair dan tergantung pada tingkat viscositasnya. Semakin tinggi viscositas, maka gerakan bola besi akan semakin lambat. Semakin rendah viscositas, maka gerakan bola besi akan semakin cepat.
Pada saat bola besi dimasukkan dalam gelas ukur yang berisi minyak goreng, waktu yang diperlukan bola besi untuk mencapai ketinggian 20 cm adalah 0,31 detik, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian  30 cm adalah 0,59 detik. Pada saat bola besi dimasukkan dalam gelas ukur yang berisi madu, waktu yang diperlukan bola besi untuk mencapai ketinggian 20 cm adalah 1,34 detik, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian  30 cm adalah 2,25 detik. Pada saat bola besi dimasukkan dalam gelas ukur yang berisi gliserin, waktu yang diperlukan bola besi untuk mencapai ketinggian 20 cm adalah 0,5 detik, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian  30 cm adalah 1,2 detik.
Dari data yang diperoleh, menandakan bahwa zat cair yang memiliki viscositas paling tinggi adalah madu, sedangkan zat cair yang memiliki viscositas paling rendah adalah minyak goreng.
Hukum viscositas newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viscositas gula tetes dan merupakan contoh cairan yang sangat viskos. Air dan udara mempunyai viscositas yang sangat kecil.




5.    PENUTUP


5.1  Kesimpulan
Dari praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair dapat disimpulkan bahwa :
·      Viscositas adalah fluida yang diberikannya tahanan terhadap tegangan geser fluida.
·      Fluida adalah zat-zat yang berubah bentuk secara kontinue bila terkena gaya geser.
·      Viscositas zat cair yang paling rendah adalah minyak goreng dan viscositas yang paling tinggi adalah madu.

5.2  Saran
Dalam praktikum Fisika Dasar tentang Viscositas Zat Cair diharapkan para praktikan lebih aktif dan lebih teliti dalam melakukan pengukuran atau pengamatan karena sangat menentukan nilai perhitungan koefisien zat cair maupun penghitungan detilnya.




DAFTAR PUSTAKA


Administrator. 2008. http://www.fisikaasyik.com/homecontent/view/64/44/administrator.html.  Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 14.10
Alonso, Marcel and Edward J Finn. 1994. Dasar-dasar Fisika. Erlangga. Jakarta
Budianto, Anwar. 2008. Jurnal: Metode Pembuatan Koefisien Viscositas Zat Cair. http://jurnal.sttbaton.ac.id/pdf. Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 14.20
Djodjodiharjo. 1983. Hukum Stokes. ITS. Surabaya
Erizal. 2010. http://ilmufisika.com/fluida. Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 15.00
Gilles. 1986. Fluid Mechanics and Hydroulious Survey: Department of Mechanical Engineering University
Hariyono. 1983. Fluida. Bandung: Cu Yarma Widya
Lohat. 2010. Fluida. http://guru_muda.blogspot.com. Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 19.25
Reynold. 2000. Hukum Poiseville. http://laporanfisika.com/hukum-poiseville/.  Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 18.45
Sears. 1982. Pengertian Viscositas. http://viscositas.co.id. Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 18.30
Souja. 1998. Viscositas dan Kecepatan Terminal http://www.lord.edu/faculty/lineseed/ diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 15.15
Suciati. 2008. Viscositas. http://fisikaasik.blogspot.com. Diakses pada tanggal 15 November 2011 pukul 14.30
Sutrisno 1981. Fisika Dasar Mekanika. ITB. Bandung
Tinler, Paul P. 1998. Phsycs. Cambrige Press. United Kingdom

1 komentar:

akma humaira mengatakan...

siiieeeepp................

Poskan Komentar

Warung Online