viskositas fluida

LAPORAN PRAKTIKUM

SIFAT FISIK HASIL PERTANIAN

Acara 3

Viskositas Fluida

 

Nama : Fitri Ulandari

Nim : 1503035037

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MULAWARMAN

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ................................................................................................ i

A. Pendahuluan ............................................................................................ 1

B. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 4

C. Tujuan Percobaan ..................................................................................... 7

D. Bahan dan Alat ........................................................................................ 8

E. Cara Kerja ................................................................................................ 9

F. Hasil Pengamatan ..................................................................................... 10

G. Pembahasan ............................................................................................. 15

H. Kesimpulan .............................................................................................. 17

I. Daftar Pustaka ........................................................................................... 18

LAMPIRAN ................................................................................................. 19

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 (0,874)³

= . 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.