LAPORAN
PRAKTIKUM
SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN
Acara
2
VISKOSITAS FLUIDA
Nama
: Fitri Ulandari
Nim
: 1503035037
JURUSAN
TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
MULAWARMAN
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ................................................................................................ 1
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... 12
DAFTAR TABEL ........................................................................................ 12
A. Pendahuluan ............................................................................................ 1
B. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 4
C. Tujuan Percobaan ..................................................................................... 9
D. Bahan dan Alat ........................................................................................ 10
E. Cara Kerja ................................................................................................ 11
F. Hasil Pengamatan ..................................................................................... 12
G. Pembahasan ............................................................................................. 19
H. Kesimpulan .............................................................................................. 16
I. Daftar Pustaka ........................................................................................... 17
LAMPIRAN ................................................................................................. 18
A.
PENDAHULUAN
Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang
menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida, maka besar viskositas suatu
fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda
bergerak di dalam fluida tersebut. Didalam zat cair, viskositas di hasilkan
oleh gaya kohesi antara molekul zat cair, sedangkan dalam gas, viskositas
timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas.
Pada setiap kehidupan sehari-hari kita kerap kali
menjumpai zat-zat cair yang selalu ada di sekeliling kita, dan pada setiap
orang menyadari bahwa ada beberapa cara yang dapat menyebabkan suatu cairan
bisa mengalir lebih mudah dari pada zat-zat yang lainnya, di dalam proses
pengukuran proses zat cair dan kekentalan nya maka sering di kaitkan dengan
metode dari viskositas metode viskositas sendiri, berkaitan dengan suatu
keadaan atau fase viskeus, yakni fase yang berada di antara zat padat dan zat
cair yang terjadi sewaktu bahan padat menjadi lembut dan sebelum menjadi cair
sewaktu di panaskan. Namun tidak semua bahan dapat mengalami fase viskeus
sebelum menjadi cair. Karena dalam fase viskeus ini, mengalirnya suatu bahan
tidak leluasa seperti cairan karena adanya hambatan diantara nya atau diantara
lapisan-lapisan dalam gerak aliran nya.
Viskositas juga menbicarakan tentang masalah gesekan yang
terjadi antara bagian-bagian atau lapisan-lapisan pada suatu cairan atau fluida
pada umumnya, yang bergerak antara satu dengan yang lain nya. Tentunya gesekan
atau hambatan tersebut di timbulkan oleh gaya tarik menarik antara
molekul-molekul di satu lapisan dengan molekul-molekul di lapisan lain. Kata
viskositas berasal dari bahan latin “viscum alba”berarti mistletoe putih. Lem
kental yan bernama “birdlime” dibuat dari buah mistletoe dan di gunakan pada ranting
lemon untuk menangkap burung.
Secara umum, pada setiap aliran, lapisan-lapisan
berpindah pada kecepatan yang berbeda-beda dan viskositas fluida meningkat dari
tekanan geser antara lapisan yang secara pasti melawan setiap gaya yanag di
berikan. Hubungan antara gaya geser dan gradiasi kecepatan dapat di peroleh
dengan mempertimbangkan dua lempeng secara dekat dipisahkan dengan jarak dan
dipisahkan oleh unsur homogen.
Teori Newton
Ketika sebuah tekanan shear di
terapkan kepada sebuah benda padat, bahan itu akan berubah bentuk sampai
mengakibatkan gaya yang berlawanan untuk mengimbangkan, sebuah ekuilibrium.
Namun, ketika sebuah tekanan shear di terapkan kepada sebuah fluida. Seperti
angin bertiup diatas permukaan samudra, fluid mengalir dan berlanjut mengalir
ketika tekanan di terapkan, ketika tekanan di dilangkan umum nya, aliran
berkurang karena perubahan internal energi.
Viskositas
merupakan salah satu sifat (property) fluida. Secara sederhana, fluida dapat
diartikan sebagai zat yang dapat mengalir, seperti cairan dan gas. Viskositas
(kekentalan) adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya
gesekan antaran molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair
tersebut
Jika zat padat diletakkan kedalam
fluida, maka secara ilmiah zat padat itu akan mengalami gaya archimedes atau
biasa disebut dengan gaya apung, dan gaya gesek internal atau gaya stokes
disebabkan oleh kekentalan (viskosity). Hukum viskositas newton menyatakan
bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser barbanding lurus dengan
viskositas.
Viskositas adalah gesekan interval,
viskos melawan gerakan sebagai fluida relatif terhadap yang lain. Viskositas
adalah alasan diperlukannya usaha 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. Pelumas bagian dalam mesin, fluida viskos
cenderung melekat pada permukaan zat yang bersentuhan dengannya.
Pada proses pengolahan bahan makann
juga diperhatikan tingkat kekentalan suatu bahan sebagai acuan tingkat kemasan.
Percepatan yang dikarenakan gaya berat tetapi dengan sifat kekentalan fluida
(cairan) maka besar percepatan akan semakin berkurang dan akhirnya menjadi nol.
Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal.
Hambatan-hambatan tersebut disebut dengan kekentalan (viskositas).
B.
TINJAUAN PUSTAKA
Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang
menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida, makin besar fluida di dalam
viskositas maka semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di
dalam zat cair, viskositas di hasilkan gaya kohesi antara molekul zat cair,
sedangkan di dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara
molekul gas. Viskositas zat cair dapat
ditentukan secara kuantitatif dengan
besaran yang di sebut koefesien viskositas adalah Ms/Mz atau Pascal Sekun ( Pa
S). Ketika anda berbicara tentang viskositas anda berbicara tentang fluida
sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas, apabila suatu benda
bergerak dengan kelajuan V dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositas
nya ἡ, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida. Sebesar Fs = K η V, dengan K = adalah konstanta
yang bergantung pada bentuk geometris benda, berdasarkan perhitungan
laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa untuk benda
yang berbentuk geometris nya berupa bola nilai K = 6 r. Bila nilai K di amsukkan ke dalam
persamaan, maka di peroleh persamaan seperti beriku.
Fs = 6 η r V
Persamaan diatas selanjutnya di kenal sebagai hukum
stokes.
Keterangan :
Fs = gaya gesekan stokes (N)
η = koefisien viskositas fluida (Pa S)
r = jari-jari bila (m)
V = kelajuan bola (m/s)
Viskositas adalah
sifat fluida yang mendasari di berikan tekanan terhadap tegangan geser oleh
fluida tersebut, kadang-kadang viskositas ini di serupakan dengan kekentalan.
Fluida yang kental (viskos) akan mengalir lama pada suatu
pipa dari fluida yang kurang kental .
Viskositas
dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya
perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas terjadi karena interaksi antara
molekul-molekul cairan.
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
Viskometer Ostwald yang unsur kerjanya berdasarkan Hukum Poiseville.
Hukum Poiseville di tulis.
p = I V
Dimana p di tunjukkan pada tekanan, merupakan koefisien
viskositas fluida, I panjang pipa kapiler yang di lalui fluida, dan IV
menunjukkan laju aliran volume. Berdasarkan Hukum Poiseville dengan Viskometer
Ostwald dapat ditentukan viskositas fluida jika h.a.l dan V dapat di ukur
persamaan nya.
Selain
menggunakan Viskometer Ostwald, koefisien viskositas fluida dapat di ukur
menggunakan metode stokes, menentukan koefisien viskositas melalui pengukuran
laju terminal (laju konstan) benda berbentuk bola dalam fluida yang ingin di
ukur koefisien Viskositas nya yang di jatuhkan dari atas permukaan fluida,
selama resultan gaya-gaya yang bekerja pada bola nol, maka bola mengalami laju
terminal (konstan).
Kekentalan
viskositas air di tentukan melalui interpolasi pada tabel 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
yang berhubungan dengan fluida, viskositas dapat digunakan dalam menentukan
lamanya reaksi yang di butuhkan.
Viskositas di pengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya
:
Temperator atau suhu
a. Koefisien visikositas akan berubah sejalan dengan
temperatur.
Gaya tarik antar molekul
b. Perbedaan gaya kohesi yang kuat menjadi faktor penentu
kekentalan sesuatu fluida
c. Jumlah molekul terlarut
d. Jumlah molekul terlarut memberikan komposisi yang
lebih padat terhadap suatu fluida
e. Tekanan
Pada saat tekanan meningkat, visikositas fluida pun akan
naik.
Setiap zat cair memiliki kekentalan
atau viskositas. Kekentalaan yang dimiliki setiap zat berbeda-beda, hal ini
bergantung pada konsentrasi dari zat cair atau fluida tersebut. Viskositas
suatu fluida juga dipengaruhi oleh suhu. Unsur gas memiliki nilai viskositas
yang mudah berubah terhadap perubahan suhu. Pada umumnnyazat cair akan mengalami
pengurangan viskositas jika suhu dinaikan. Hal ini berkaitan dengan struktur
molekul dalam cairan tersebut (Maria, 2012).Sifat cairan sebagai besar
ditentukan oleh resistansinya untuk mengalir, yang dinamakan viskositas. Suatu
fluida berviskositas rendah mengalir dengan mudah dan membuang sedikit energi,
tetapi menaikan rugi-rugi kebocoran. Suatu fluida kental dapat menyekat dengan
baik, tetapi fluida tipe ini cukup seret dan menyebabkan rugi energi dan
tekanan sekitar sistem, fluida hidrolik haruslah merupakan suatu medium yang
berada an tara ektrim-ekstrim ini, jadi dibutuhkan suatu cara untuk
mendefinisikan viskositas (Gunawan, 2013)
C.
TUJUAN
PERCOBAAN
Dengan praktikum
ini kita dapat mengetahui visikositas suatu fluida (khusus untuk cairan) dengan
menggunakan sebuah bola ukuran kecil yang di biarkan bergerak di dalam fluida,
kita mnengamati gerakan bola sebagai aliran fluida relatif bola tersebut.
D.
BAHAN
DAN ALAT
Bahan :
1.
Air
2.
Minyak
3.
Air
gula
Alat :
1.
Kalering
2.
Penggaris
3.
Sendok
4.
Gelas
ukur
5.
Mangkuk
kecil
E.
CARA
KERJA
1.
Di
ukur massa dan jari-jari bola (catat sebagai m dan r), dan ukurlah massa jenis
fluida dengan menggunakan hydrometer (catat sebagai fluida). Kemudian kita
perlu mengukur kecepatan jatuh bola
dalam fluida tersebut (v).
2.
Untuk
mengukur kecepatan bola yang jatuh dalam fluida tersebut di masukkan bola
jari-jari r ke dalam tabung berjari-jari R berisi fluida yang akan di cari tahu
viskositasnya setelah sebelumnya tabung tersebut telah di beri tanda pada
gambar (bisa dengan karet atau tali), usahakan bola di masukkan ke dalam fluida
tanpa kecepatan awal.
3.
Di
hitung visikositas fluida.
F.
HASIL
PENGAMATAN
Bahan Media = Air Gula
No
|
Kalereng
|
Berat
|
Diameter
|
Waktu
|
1
|
I
|
5,553
|
1,694
|
01,08
|
r = 0,874
|
||||
2
|
E
|
5,79
|
1,63
|
01,09
|
r = 0,813
|
||||
3
|
O
|
5,33
|
1,57
|
00,87
|
r = 0,765
|
Perhitungan
Rumus Visikositas Fluida
1..viskositas kelereng I
V = . Π . r2
= . 3,14 . 0,608
=
= 2,346 cm2
ρb = = =
2,37
ρf = 0,942
η = ρb- ρf)
=
= = = 0,95 ρas
2. viskositas kelereng
I
V = . Π . r2
= .3,14 (0,815)3
= . 3,14 . 0,18
=
= 2,365 cm3
ρb = =
=
2,56
ρf = 0,942
η = ρb- ρf)
=
= = = 1,03 ρas
3. Viskositas
kelereng O
V = . Π . r2
= .3,14 (0,785)3
= . 3,14 . 0,484
=2, 026 cm3
ρb = =
=
2,63
ρf = 0,942
η = ρb- ρf)
=
= =
1,07 ρas
Volume air = 2000 ml = 2 L
Kecepatan kelereng G = 0,89
Kecepatan kelereng A = 0,48
Kecepatan kelereng K = 0,35
ρA = = = 2,6
ρG = = = 2,5
ρK = = = 2,5
ρF = 1 gr/cm3
ηA = (ρa-ρf)
= = (2,6 – 1)
= - 1,6
= 0,68 – 1,6
= 1,08 ρas
ηG = (ρa-ρf)
= = (2,5 – 1)
= - 1,5
= 0,59 – 1,5
= 1,88 ρas
ηA = (ρa-ρf)
= = (2,5 – 1)
= - 1,5
= 0,64 – 1,5
= 1,96 ρas
Bahan media
air
Kelereng A =
4,89 gr = 1,53 D
Kelereng G =
4,90 gr = 1,544 D
Kelereng K =
5,63 gr = 1,628 D
Volume A = D:
1,53
r: 0,765
V = . Π . r2
= .3,14 (0,765)3
= . 3,14 . 0,442
= 1,87 cm3
Volume K = D:
1,628
r: 0,814
V = . Π . r2
= .3,14 (0,814)3
= . 3,14 . 0,539
= 1,25 cm3
Volume G = D:
1,544
r: 0,772
V = . Π . r2
= .3,14 (0,772)3
= . 3,14 . 0,460
= 1,92 cm3
Bahan Minyak
Goreng
1.
Kelereng C
ηA = (ρb-ρf)
= x( - 0,8 g/cm3 )
= x (252 - 0,8)
= 0,86 x 1,72
= 4,92 ρas
2.
Kelereng H
ηA = (ρb-ρf)
= x( - 0,8)
= x 2,62 – 0,89
= 3,30 – 1,82
= 60,1 ρas
3.
Kelereng V
ηA = (ρb-ρf)
= x( - 0,8)
= x 2,57 – 0,89
= 2,64 – 1,77
= 46,7 ρas
G.
PEMBAHASAN
Ketentuanatau viskositas merupakan sifat dari suatu zat
cair (fluida) yang di sebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair
tersebut. Gesekan-gesekan inilah yang menyebabkan menghambat zat cair. Besarnya
kekentalan cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan
kekentalan suatu zat cair.
Pada percobaan ini kelereng di jatuhkan ke dalam cairan
yang akan di hitung angka kekentalan nya. Bila kelereng tersebut mula-mula akan
mengalami percepatan di karenakan gaya berat nya. Tetapi, karena sifat
kekentalan cairan, maka besar percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya
nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan di sebut kecepatan terminal
dengan angka kekentalan dapat di peroleh dari Hukum Stokes.
Manfaat dari praktikum ini yaitu praktikum dapat
menentukan kekentalan (viskositas) zat cair yang telah dilakukan, di peroleh
dijadikan patukan dalam pembaasan. Pengaruh antara diameter terhadap kecepatan
bola saat di jatuhkan 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 di jatuhkan pada zat
cair, maka bola yang bermassa paling besar akan mengalami kecepatan terbesar.
Hal itu terjadi karena berat benda akan di pengaruhi oleh percepatan gravitasi
bumi. Sehingga benda yang memiliki massa yang besar akan memiliki berat yang
besar pula dan mengalami kecepatan yang besar.
Sehingga semakin kental suatu zat cair, semakin lambat
pergerakan benda yang jatuh di dalamnya. Sebaliknya semakin encer suatu zat
cair fluida, maka semakin cepat benda yang di jatuhkan ke dalamnya.
Sementara pengaruh massa suatu benda yang di jatuhkan ke
dalam zat cair atau fluida terhadap kecepatan jatuhnya bola ialah semakin besar
massa benda tersebut, maka semakin besar pula kecepatan jatuh nya benda
tersebut.
Dari sini dapat di simpulkan bahwa massa suatu benda yang
di jatuhkan ke dalam zat cair (fluida) berbading lurus terhadap kecepatan jatuh
nya bola tersebut dalam fluida (zat cair).
H.
KESIMPULAN
Viskositas adalah ukuran hambatan aliran yang ditimbulkan
fluida bila fluida tersebut mengalami tekanan geser, biasanya diterima sebagai
kekentalan atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan
penolakan dalam fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara
untuk mengukur gesekan fluida.
Konsep viskositas adalah fluida, baik cair maupun zat gas
yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda.
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas yaitu suhu,
tekanan, konsentrasi larutan dan berat molekul sulute.
I.
DAFTAR
PUSTAKA
Budianto
anwar, 2008. Metode penuntun koefisien kekentalan zat cair dengan menggunakan
Regresi Lincar Hukum Stoke, Yogyakarta.
Dogra,S.K.2009.
Kima Fisik dan Soal-soal. Jakarta:UI Press. Milama, Burhanudin. 2014.
Massey, B S (2012) Mechanics Of Fluid, Fifth Edition,
ISBN O-442-30552-4
Hermawati Maria Yeni, DKK. 2013. Uji viskositas fluida
menggunakan Transduser Ultrasonik sebagai fungsi Temperatur dan Akuisasi nya
pada Komputer menggunakan Universal Serial Bus (USB). Bandar Lampung.
Muhajir Khairul, 2011. Pengaruh viskositas terhadap
aliran fluida Gas cair melalui pipa vertikal Dengan perangkat lunak Ansys
Fluenl 13.0. Yogyakarta.
Jati Bambang Murdaka DKK 2010. Pengerataan nilai
viskositas terhadap Indeks Bias pada zat cair Bening. ISSN : 1410-9662,
Yogyakarta.
Irwansyah Roby, 2010. Karakteristik aliran lumpur (mud
slurry) pada pipa 1 inchi.
Setiawan Didik, 2008. Hambatan Gesek Fluida, Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar