1. Viskositas
Viskositas adalah fluida yang riil yang memiliki gesekan internal yang besarnya tertentu.viskosita 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 yang lainnya.pada zat cair,viskositas terutama disebabkan oleh gaya kohesi antara molekul.pada gas,viskositas muncul dari tumbukan antar molekul.fluida yang berbeda memiliki besar viskositas yang berbeda ,missal sirup lebih kental (lebih viskos) dari air,minyak lemak lebih kental dari pada minyak mesin,zat cair pada umumnya jauh lebih kental dari gas.viskositas fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantitatif oleh koefisien viskositas,ŋ (huruf kecil dari abjad yunani eta),yang didefiniskan sebagai satu lapisan tipis fluida di tempatkan antara dua lempeng yang rata.satu lempeng diam dan yang lainnya bergerak dengan laju konstan.fluida yang langgsung bersentuhan dengan setiap lempeng ditaha pada pemukaan-permukaan atas fluida bergerak dengan laju v yang sama dengan lempeng yang atas,sementara fluida yang bersentuhan dengan lempeng yang diam tetap diam.lapisan fluida yang diam menahan aliran yang persis di atasnya,yang juga menahan lapisan berikutnya,dan seterusnya.untk fluida yang berbeda,makin kental maka makin besar gaya diperlukan (Giancoil,1998).
2. Viscometer Rotasi
Viscometer rotasi silinder sesumbu (concentric cylinder) dibuat berdasarkan 2 standar,system Searle dimana silinder bagian dalam berputar dengan silinder bagian luar diam dan system coquette dimana bagian luar silinder yang diputar sedangkan bagian dalam silinder diam.fluida yang akan diukur ditempatkan pada celah diantara kedua silinder.persamaan matematis untuk menghitung viskositas diturunkan dari hokum newton tentang aliran viskos.
Gambar 1 viskometer silinder sesumbu
Instrument viscometer rotasi ada 2 macam yaitu Mac Michael dan Stormer.kedua istrumen tersebut terdiri dari 2 silinder konsentris dengan diameter berbeda sehingga terdapat celah sebagai tempat cairan yang akan diukur nilai viskositasnya.pada tipe Mac Michael,silinder terluar diputar dengan kecepatan konstan.karena terdefleksi,silinder dalam akan berputar melawan pegas yang terpasang diujung sumbu tetap.pergerakan inilah yang menjadi dasar pengukuran kekentalan cairan.dengan mengetahui besar defleksi yang terjadi,serta besar kecepatan putarnya,nilai viskositas akan dapat dicari.pada tipe Stormer,silinder yang ada pada bagian dalam diputar oleh mekanisme balok yang diikat sedemikian rupa sehingga ketika gaya (F) balok kebawah tepat sama besar dengan gaya geser fluida maka silinder dalam tepat mulai bergerak.waktu yang diperlukan per satu revolusi inilah yang menjadi dasar pengukuran (Pudyasmara 2006).
3. Pengukuran Koefisien Viskositas
Pada umumnya pengukuran koefisien viskositas fluida,khususnya cairan,adalah berdasarkan hambatan gerakan benda di dalam fluida,misalnya dengan mengukur kecepatan berputarnya silinder pada sumbunya bila silinder itu dibenamkan di dalam cairan yang hendak ditentukan koefisien viskositasnya,seperti percobaan silinder putar penentuan koefisien viskositas cairan dapat juga dilakukan dengan menerapkan rumus stokes terhadap kelereng aluminium yang sedang jatuh bebas di dalam cairan yang hendak ditentukan koefisien viskositasnya yang mana disebut percobaan kelereng jatuh ( Peter Soedojo,2004)
a. Percobaan Silinder Putar
Gambar 2. Percobaan Silinder Putar
Untuk menetukan koefisien viskosita dengan silinder putar,sebuah silinder padat yang jari-jari penampangnya R1 diputar dengan menarik tali yang meliliti sumbunya yang berjari-jari r dengan gaya w dari pemberat di ujung tali serti yang terlihat di gambar 2 diatas.Momen gaya yang memutar silinder padat yaitu .
Cairan yang melekat pada dinding silinder padat akan ikut berputar dengan kecepatan sudut ω,sedangkan cairan yang melekat pada dinding bejana yang jari-jari penampang R2 tetap diam seperti halnya bejana itu.dengan demikian terjadilah gradient kecepatan gerak lapisan-lapisan cairan pada arah dari sumbu ke dinding bejana sekeliling putar.dengan menganggap variasi kecepatan sepanjang arah dari sumbu linear,gradient kecepatan itu adalanh :
Jadi luas permukaan silinder adalah :
Sehingga gaya yang menghambat berputarnya silinder padat adalah :
Sehinnga berlaku persamaan :
Yang menghasilkan
dimana :
η : viskositas
W : usaha dinamika rotasi
R : jari-jari penampang
V : kecepatan
( peter soedojo,1999 )
b. Percobaan kelereng jatuh
Pada dasarnya penentuan η dengan menggunakan rumus stokes sangatlah sederhana.hanya saja untuk itu secara teknis diperlukan kelereng dari bahan yang jari-jari sekitar 1 cm saja.sewaktu kelereng dujatuhkanke dalam bejana kaca yang baerisi cairan yang hendak ditentukan koefisien viskositasnya,oleh gaya beratnya,kelereng akan semakin cepat jatuhnya.tetapi sesuai dengan rumus stokes,makin cepat gerakannya,makin besar gaya gesekannya sehingga akhirnya gaya berat itu tepat seimbang dengan gaya gesekan dan jatuhnya kelereng pun dengan kecepatan tetap sebesar v sehingga berlaku persamaan :
Akan tetapi sebenarnya pada kelereng juga bekerja gaya ke atas Archimedes sebesar berat cairan yang dipindahakan,yaitu sebesar :
Yang menghasilkan :
Jadi dengan mengukur jari-jari kelereng r,kecepatan jatuh v sewaktu kecepatan itu tetap,dan diketahui dan g, dapat dihitung koefisien viskositas cairan η di dalam bejana itu.
Dimana :
η : viskositas
r : jari-jari
v : kecepatan
g : Grafitasi
( peter soedojo,1999 )
4. Fluida
Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir.zat cair dan gas adalah fluida,jenis bahwa bukan benda tegar,sebab jarak antara dua partikel didalam fluida tidaklah tetap.molekul-molekul di dalam fluida mempunyai kebebasan lebih besar untuk bergerak sendiri-sendiri.dalam zat cair gaya interaksi antara molekul-molekul,yaitu yang disebut gaya kohesi,masih cukup besar,karena jarak antara molekul tidaklah terlalu baesar.akibatnya zat cair masih tampak sebagai kesatuan,kita masih dapat melihat batas-batas zat cair.disamping itu zat cair tidak mudah untuk dimanpatkan.lain halnya dengan gas,disini molekul-molekul gas dapat dianggap sebagai suatu system partikel bebas.gaya kohesi antar molekul-molekul sangatlah kecil,dan interaksi antar molekul terutama adalah oleh tumbukan.sebagai akibatnya,gas cenderung untuk memenuhi ruang ( sutrisno,1997 ).
Berdasarkan hal tersebut,maka dapat didefinisikan bahwa fluida adalah suatu zat yang dapat mengalir.dimana fluida meliputi cairan,yang mengalir di bawah pengaruh gravitasi sampai menempati daerah terendah yang mungkin dari penampungnya,dan gas yang mengembang mengisi penampungnya tanpa peduli bentuknya.
Jadi istilah fluida termasuk cairan dan gas,namun klasifikasi tersebut tidaklah selalu jelas.beberapa fluida,seperti gelas atau ter,mengalir begitu lambat sehingga berperilaku seperti benda padat untuk interval-interval waktu yang biasanya digunakan untuk bekerja dengan benda-benda tersebut.plasma,yang merupakan gas yang sangat terionisasi tidak cocok untuk digolongkan ke dalam salah satu dari kategori ini,plasma tersebut sering kali dinamakan “keadaan keempat dari materi” (fourth state of matter) untuk mebedakannya dari keadaan padat,keadaan cair,dan keadaan gas.malah perbedaan diantara suatu cairan dan suatu gas tidaklah jelas karena dengan mengubah tekanan dan temperature secara tepat,maka tidak mungkin mengubah suatu cairan (air,misalnya) menjadi suatu gas ( uap,misalnya) tanpa munculnya suatu meniscus dan tanpa mendidih,massa jenis dan viskositas berubah secara kontiniu di seluruh proses tersebut (Halliday,1984).
Benda di tinjau dari penyusunanya terdapat tiga macam,yaitu benda padat,benda cair,dan gas.perbedaan antara ketiganya adalah bahwa benda padat mempertahankan bentuk dan ukurannya,meskipun apabila diberikan sebuah gaya yang besar padanya maka benada padat tidak langsung berubah bentuk atau volumenya.hal tersebut berbeda dengan benda cair dan gas yang mempunyai bentuk tergantung pada tempatnya masing-masing.benda cair tidak mempertahankan bentuk yang tetap ( melainkan mengambil bentuk tempat yang ditempatinya ),dan perubahan volume yang cukup signifikan terjadi jika diberikan gaya yang besar.sedangkan gas tidak memiliki bentuk maupun volume yang tetap,dan gas akan menyebar dan mengisi seluruh wadah yang ditempatinya (Olson,1993).
0 Response to "PENGERTIAN VISKOSITAS"
Post a Comment