View
217
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/19/2019 judul 6 LM.doc
1/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar BelakangViskositas adalah suatu pernyataan”tahanan untuk mengalir “dari suatu sistem yang
mendapatkan suatu tahanan.Makin kental suatu cairan,makin besar gaya yang dibutuhkan
untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu.Hubungan antara bentuk dan viskositas
merupakan refleksi derajat solvasi dari partikel.Alat yang digunakan untuk menghitung
karakteristik aliran dari fluida disebut viskosiometer, viskosiometer yang lebih sederhana
digunakan untuk membedakan viskositas dari sebuah fluida ne tonian atau”apparent
viscosity” dari fluida non!ne tonian.
Viskosiometer yang lebih kompleks digunakan ketika tahan dari suatu aliran diba ah
shear rates yang telah ditentukan,dan viskosiometer ini digunakan untuk menilai komponen
rheologi dari fluida non!n etonian,prinsip perhitungannya berdasarkan" #ersamaan
$abino itsch!money untuk fluida non!ne tonian. Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu
fluida yang menunjukkan besar kecilnya gesekan internal fluida. Viskositas fluida
berhubungan dengan gaya gesek antarlapisan fluida ketika satu lapisan bergerak mele ati
lapisan yang lain. #ada %at cair, viskositas disebabkan terutama oleh gaya kohesi antar
molekul, sedangkan pada gas, viskositas muncul karena tumbukan antarmolekul. &etiap fluida
memiliki besar viskositas yang berbeda yang dinyatakan dengan Ƞ. Viskositas dapat dengan
mudah dipahami dengan meninjau satu lapisan tipis fluida yang ditempatkan di antara dua
lempeng logam yang rata. &atu lempeng bergerak 'lempeng atas( dan lempeng yang lain diam
'lempeng ba ah(. )luida yang bersentuhan dengan lempeng ditahan oleh gaya adhesi antara
molekul fluida dan molekul lempeng. *engan demikian, lapisan fluida yang bersentuhan
dengan lempeng yang bergerak akan ikut bergerak, sedangkan lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng diam akan tetap diam.
Aliran mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir daripada gas.
&ehingga cairan mempuyai koefisien viskositas yang lebih besar daripada gas. Viskositas gas
bertambah dengan naiknya temperatur.
1.2.Tujuan +. ntuk mengetahui kekentalan cairan suatu cairan sampel
-.Melihat pengaruh suhu terhadap kekentalan suatu cairan
. ntuk mengetahui aplikasi viskosimeter
BAB II
8/19/2019 judul 6 LM.doc
2/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !
LANDASAN TEORI
Aliran cairan dapat dikelompokkan kedalam dua tipe,yang pertama adalah
aliran/laminar/ atau aliran kental,yang secara umum menggambarkan laju aliran kecil melalui
sebuah pipa dengan garis tengah kecil.Aliran yang lain adalah aliran turbulen yang
menggambarkan laju aliran yang besar melalui pipa dengan diameter yang lebih besar.Hal ini
lebih lanjut dikelompokkan menurut bilangan reynoldnya.*imana $ adalah jari!jari pipa,d
adalah kerapatan cairan sepanjang pipa dan koefisien viskositas.0oefisien viskositas secara
umum diukur dengan dua metode"
Viskositas os ald" aktu yang dibutuhkan untuk mengalirnya sejumlah tertentu cairan
dicatat,dan dihitung. mumnya koefisien viskositas dihitung dengan membandingkan laju
cairan dengan laju aliran yang koefisien viskositasnya diketahui.
Metode bola jatuh"Metode bola jatuh menyangkut gaya gravitasi yang seimbang dengan
gerakan aliran pekat.#engaruh temperatur.Viskositas berubah!ubah dengan berubahnya
temperatur. Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan
tekanan maupun tegangan . #ada masalah sehari!hari 'dan hanya untuk fluida(, viskositas
adalah 10etebalan1 atau 1pergesekan internal1. 2leh karena itu, air yang 1tipis1, memiliki
viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang 1tebal1, memiliki viskositas yang lebih tinggi.
&ederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari
fluida tersebut.
Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat
dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. &ebagai contoh, viskositas yang tinggi
dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat
mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava
akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. &eluruh fluida 'kecuali superfluida(
memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak
memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal. #engukuran viskositas
merupakan cara termudah dalam menentukan berat molekul dan jari!jari molekul.
*iantaranya, yaitu untuk menentukan viskositas dapat digunakan "
Viskometer 2s ald ! *igunakan untuk menentukan viskositas dari suatu cairan dengan
menggunakan air sebagai pembandingnya. 3aranya yaitu dengan membandingkan aktu alir dan berat jenis cairan yang akan ditentukan dengan berat jenis cairan dan aktu alir.#ada
http://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Maduhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Magmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lavahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Maduhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Magmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lava
8/19/2019 judul 6 LM.doc
3/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !viskositas 2st ald yang diukur adalah aktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu
mengaliri pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh gaya beratnya sendiri.
#engukuran viskositas merupakan cara termudah dan termurah dalam menentukan beratmolekul makro. #ersamaan yang digunakan dalam pengukuran viskositas dengan viscometer
ost ald. Viskometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengukur viskositas suatu
cairan, dimana viskositas sendiri yaitu tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara
molekul!molekul yang satu dengan yang lainnya.
Viskosiometer os ald digunakan untuk menentukan laju aliran kuat kapiler. #ada
viskositas 2st ald yang diukur adalah aktu yang diperlukan oleh sejumlah cairan tertentu
untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu
sendiri. #ada viscometer hoppler yang diukur aktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola untuk
mele ati cairan pada jarak atau tinggi tertentu. #rinsip kerjanya adalah menggelindingkan
bola yang terbuat dari kaca. 0arena gaya gravitasi benda yang jatuh melalui medium yang
berviskositas dengan kecepatan yang besar sampai pada kecepatan yang maksimum.
0ecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga respirok sampel. #rinsip kerjanya
sampel digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup
dimana bob masuk persis ditengah tengah. 0elemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran
sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjangkeliling bagian tube sehingga
menyebabkan penurunan konsentrasi. #enurunan konsentrasi ini menyebabkan bagian tengah
%at yang ditekan keluar memadat. Hal inidisebut aliran sumbat.
Viscometer 3one4 #late adalah alat ukur kekentalan yang memberikan peneliti suatu
instrumen yang canggih untuk menentukan secara rutin viskositas absolut cairan dalam
volume sampel kecil.
#rosedur 0alibrasi untuk 3one4#late Viscometer " Atur jarak antara cone spindle
dengan plate sesuai dengan 5nstruction Manual.#ilih viscosity standard yang akan
memberikan nilai pembacaan antara +67 hingga +667 dari )ull &cale $ange ')&$(.
&ebaiknya pilih standard dengan nilai mendekati +667 )&$.Masukkan sample ke dalam cup
dan biarkan selama +8 menit untuk mencapai suhu setting.9akukan pengukuran dan catat
hasilnya baik 7 :or;ue dan c#. 3atatan "&pindle harus berputar minimum 8 putaran sebelum
pengukuran diambil. #enggunaan standard pada rentang 8 c# s.d 8.666 c# dianjurkan untuk
instrument cone4plate. ngineering 9abs. 3airan &tandard ini merupakan cairan ?e tonian sehingga
8/19/2019 judul 6 LM.doc
4/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !memiliki nilai viskosiats yang sama dengan pemakaian sembarang spindle, $#M maupun
shear rate. #rosedur kalibrasi untuk &pindle 9V'@+! (, $V, HA, H= '@+!B(.9etakkan cairan
standard 'dalam adah yang sesuai( ke dalam Cater =ath.Atur Viscometer pada posisi pengukuran 'gunakan Duard 9eg untuk Model 9V dan $V(.#asangkan spindle pada
Viscometer. Hindari terjebaknya gelembung udara diba ah spindle.3airan standard bersama
spindle harus dicelupkan ke dalam ater bath selama minium + 'satu( jam. 3airan diaduk
sebelum pengukuran.&etelah + jam, periksa suhu cairan standard dengan themometer yang
akurat.
8/19/2019 judul 6 LM.doc
5/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek G gaya berat F gaya
Archimedes.
5de prinsip kerjanya adalah menggelindingkan% bola ' yang terbuat dari kaca ( melaluitabung gelas yang berisi %at cair yang diselidiki. 0ecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi
dari harga resiprok sampel 'Moechtar,+ 6(.#rinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan
antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah!
tengah. 0elemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran
yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi.
#enurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah %at yang ditekan keluar
memadat. Hal ini disebut aliran sumbat 3ara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan
ditengah!tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di ba ah kerucut. 0erucut
digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang
semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.?ilai viskositas dinyatakan
dalam viskositas spesifik, kinematik dan intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan
membandingkan secara langsung kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Viskositas
kinematik diperoleh dengan memperhitungkan densitas larutan. =aik viskositas spesifik
maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan.
#engukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer bbelohde yang
termasuk jenis viskometer kapiler. ntuk penentuan viskometer larutan polimer, viskometer
kapiler yang paling tepat adalah viskometer bbelohde. Dliserol adalah senya a yang netral,
dengan rasa yang manis, tidak ber arna,cairan kental dengan titik lebur -6 o3 dan memiliki
titik didih yang tinggi yaitu - 6 o3.Dliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tapi
tidak dalam minyak.&ebaliknya, banyak %at dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding
dalam airmaupun alkohol. 2leh karena itu gliserol merupkan pelarut yang baik Asam lemak,
bersama!sama dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan
merupakan bahan baku untuk semua lipida pada mahluk hidup. Asam ini mudah dijumpai
dalam minyak makan 'minyak goreng(, margarin, atau lemak he an dan menentukan nilai
gi%inya. &ecara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas 'karena lemak terhidrolisis( maupun
terikat sebagai gliserida. Minyak merupakan turunan ester dari gliserol dan asam lemak.
Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat
dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. &ebagai contoh, viskositas yang tinggi
dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapatmengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Magmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lavahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pergeseran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Magmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Lava
8/19/2019 judul 6 LM.doc
6/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. &eluruh fluida 'kecuali superfluida(
memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak
memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.
Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan
antara molekul ! molekul cairan satu dengan yang lain. &uatu jenis cairan yang mudah
mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan ! bahan
yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi misalnya pada gliserol dalam
berbagai macam konsentrasi yang berbeda yaitu 87, +67, +87 dan I7 merupakan sampel
dalam percobaan ini yang akan ditentukan nilai viskositas larutannya dengan berbagai
konsen+trasi, bahan lain yang digunakan ialah a;uades yang telah diketahui nilai
viskositasnya pada suhu -J 63 yaitu sebesar 6,KB68 L +6! ?4m - s.#enentuan viskositas larutan
dilakukan dengan menggunakan viskosimeter 2st ald dan juga menggunakan piknometer.
#ertama!tama a;uades dimasukkan kedalam viscometer sebanyak +6 ml yang kemudian
dihisap sampai batas atas, kemudian dibiarkan mengalir pada perlakuan ini diulang sebanyak
tiga kali atau triplo hingga batas ba ah dan didapat aktu yang telah dirata!ratakan sebesar
J,-+. *engan perlakuan yang sama juga dapat ditentukan viskosimeter terhadap gliserol dari
berbagai konsentrasi didapatkan pula aktu yang telah dirata!ratakan sebesar J, - J,K B,-J
dan J,B berturut!turut. &edang dengan menggunakan piknometer yaitu dengan memasukkan
masing!masing sampel kedalam piknometer dimana telah diketahui massanya yaitu +6,K8
gram dan berat sampel akan dapat pula diketahui dengan mengurangkan berat dari piknometer
yang telah berisi sampel dengan berat kosong dari piknometer.
Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur aktu yang dibutuhkan bagi
cairan tersebut untuk le at antara - tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer
2st ald. Caktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan aktu yang dibutuhkan bagi
suatu %at yang viskositasnya sudah diketahui 'biasanya air( untuk le at - tanda tersebut
=erdasarkan hukum &tokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga
gaya gesek G gaya berat F gaya archimedes. Viskositas adalah ukuran yang menyatakan
kekentalan suatu cairan atau fluida. 0ekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat
dengan hambatan untuk mengalir.
BAB III
8/19/2019 judul 6 LM.doc
7/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !
METODOLOGI PERCOBAAN
.1 Peralatan
+. Viscosimeter
)ungsi" ntuk mengukur viskositas atau kekentalan suatu cairan.
-. ?eraca
)ungsi" ntuk mengukur massa beaker glass.
. &top atch
)ungsi" ntuk mengukur aktu pengamatan.
. :hermometer
)ungsi" ntuk mengukur suhu yang mempengaruhi kekentalan cairan.
8. =eaker glass
)ungsi" ntuk mengukur volume sampel.
J. =ola besi
)ungsi" &ebagai parameter viscositas.
B. :angki pemanas
)ungsi " ntuk memanaskan pemanas.
K. #ipa kapiler
)ungsi " ntuk mengalirkan air dari tangki pemanas ke tabung viskosimeter.
.:issue
)ungsi" ntuk membersihkan peralatan yang telah dipakai
.2 Ba!an
+. =imoli
)ungsi" &ebagai bahan yang diuji viscositasnya.
-. 2li Mesran
)ungsi" &ebagai sampel percobaan - yang akan di uji kekentalannya.
. 2li Meditran
)ungsi" &ebagai sampel percobaan yang akan di uji kekentalannya.
. >s =atu
)ungsi " ntuk menurunkan suhu air.
BAB "
8/19/2019 judul 6 LM.doc
8/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !
#ESIMPULAN DAN SARAN
$.1 #e%&'(ulan+. 0ekentalan suatu cairan sampel pada minyak goreng dan oli mesran terjadi perbedaan
yang signifikan, dimana pada minyak goreng cairan lebih cair dan pada saat dipanaskan
atau diberikan temperature yang berbeda beda maka kecepatan bola besi untuk jatuh
sampai dasar permukaan viskosimeter aktunya lebih cepat, dan pada oli mesran cairan
lebih kental dari pada minyak goreng, dan pada saat diberikan temperature yang berbeda
F beda maka kecepatan bola besi untuk sampai dasar tabung viskosimeter jauh lebih lama
dibanding dengan minyak goreng, tetapi pada saat temperature ' panas( yang diberikan
lebih tinggi maka kecepatan bola besi untuk sampai dasar tabung viskosimeter lebih
cepat. *engan demikian jarak anatara molekul pada %at cair tersebut menjadi semakin
renggang dan gaya gesek pun ' viskositas ( menjadi lebih kecil.-. #engaruh suhu terhadap kekentalan suatu cairan ialah semakin tinggi suhu menyebabkan
semakin kecil viskositas larutan, karena dengan naiknya suhu, kecenderungan %at cair
untuk menguap semakin besar atau tekanan uap larutan semakin besar. *engan demikian
jarak antara molekul pada %at cair tersebut menjadi semakin renggang dan gaya gesek
pun 'viskositas( menjadi lebih kecil. &elain itu gaya kohesi pada %at cair akan mengalami
penurunan dengan semakin bertambahnya temperatur pada %at cair yang menyebabkan
turunnya viskositas dan %at cair tersebut. Viscositas merupakan besaran yang harganya
tergantung terhadap temperatur. =ila temperatur naik viscositas akan turun, dan
sebaliknya bila temperatur turun maka viscositas akan naik.. Aplikasi dari viskositas adalah pelumas mesin. #elumas mesin ini biasanya kita kenal
dengan nama oli. 2li merupakan bahan penting bagi kendaraan bermotor. 2li yang
dibutuhkan tiap!tiap tipe mesin kendaraan berbeda!beda karena setiap tipe mesin
kendaraan membutuhkan kekentalan yang berbeda!beda. 0ekentalan ini adalah bagian
yang sangat penting sekali karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar
resistensinya untuk mengalir. &ehingga sebelum menggunakan oli merek tertentu harus
diperhatikan terlebih dahulu koefisien kekentalan oli sesuai atau tidak dengan tipe mesin.
2li memiliki fungsi lain, yakni sebagai pendingin, pelindung karat, pembersih dan penutup celah pada dinding mesin. &ebagai pelumas mesin oli akan membuat gesekan antar
komponen didalam mesin bergerak lebih halus dengan cara masuk kedalam celah!celah
mesin, sehingga memudahkan mesin untuk mencapai suhu kerja yang ideal. Viskositas dari
8/19/2019 judul 6 LM.doc
9/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !oli sangat diperhitungkan untuk meminimalisir gaya gesek yang ditimbulkan oleh mesin yang
bergerak dan terkontak satu terhadap yang lain sehingga mencegah terjadinya keausan. #ada
permesinan bagian yang paling sering bergesekan adalah piston, ada banyak bagian lainnamun gesekannya tak sebesar yang dialami piston. *isinilah kegunaan oli. 2li memisahkan
kedua permukaan yang berhubungan sehingga gesekan pada piston diperkecil. &elain itu, oli
juga bertindak sebagai fluida yang memindahkan panas ruang bakar yang mencapai +666!
+J66 derajat celcius ke bagian lain mesin yang lebih dingin, sehingga mesin tidak over heat
'sebagai pendingin(. #embersih mesin dari sisa pembakaran dan deposit senya a karbon
yang masuk dalam ruang bakar supaya tidak muncul endapan lumpur. :eknologi mesin yang
terus berkembang menuntut kerja pelumas semakin lengkap, seperti penambahan anti karat
dan anti foam.
$.2 Saran +. &ebaiknya praktikan selanjutnya lebih displin dalam melakukan percobaan.
-. &ebaiknya praktikan selanjutnya lebih teliti dalam menghitung aktu dengan menggunakan stop atch.. &ebaiknya praktikan selanjutnya lebih mengerti dalam membaca nilai berat benda
yang ditimbang dengan neraca.
DA)TAR PUSTA#A
*ogra,&.dkk.+ 6.0imia )isik *an &oal!soal.#enerbit niversitas 5ndonesia"
8/19/2019 judul 6 LM.doc
10/10
Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No !*iakses pada tanggal " +8 April -6+8
#ukul" +8.66Cib
Medan,+ April -6+8
Asisten #raktikan
'$ina Apulina =ukit( ':riana #idayanti &itumeang(
Recommended