LAPORAN PENDAHULUAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I

Judul praktikum : Menentukan Jejari Molekul Dengan Metode Viskositas

Nama : Intra Lesmania

NIM: 03091003043

Kelompok: 1

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2010

Viskositas

Viskositas atau kekentalan dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan

besarnya perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas terjadi terutama karena adanya

interaksi antara molekul-molekul cairan.

Apabila tegangan geser = F/A maka:

dimana :

τ = Tegangan geser

μ = Viskositas dinamik

= perubahan sudut atau kecepatan sudut dari garis

Agar berlaku umum dapat dinyatakan dalam yang disebut gradien kecepatan.

Maka dalam bentuk differensial Pers.(1.7) dapat dinyatakan :

Pers.(1.8) disebut Hukum Newton dari kekentalan atau :

Dalam sistem satuan SI, tegangan geser dinyatakan dalam N /m2 dan gradien kecepatan

adalah dalam (m/det)/m maka satuan dari viskositas dinamik adalah :

Perbandingan antara kekentalan dinamik dan kerapatan disebut kekentalan kinematik, yaitu

:

yang mempunyai dimensi luas tiap satuan waktu dan satuannya adalah : m2/det.

Viskositas kinematis dari cairan sangat dipengaruhi oleh temperatur, demikian pula dengan

viskositas dinamik. Oleh karena itu harga-harga viskositas dinamik μ dan viskositas

kinematis ϑ dalam hubungannya dengan temperatur dapat dinyatakan dalam bentuk grafik

atau dalam tabel 1.

Adapun persamaan yang digunakan adalah suatu persamaan sederhana yaitu :

dimana :

ϑ = viskositas kinematis (m2/det)

Te = temperatur (oC)

Fluida Temperatur (oC) Koefisien Viskositas

Air 0 1,8 X 10-3

20 1,0 X 10-3

60 0,56 X 10-3

100 0,3 X 10-3

Darah (Keseluruhan) 37 4,0 X 10-3

Plasma Darah 37 1,5 X 10-3

Ethyl Alkohol 20 1,2 X 10-3

Oli Mesin (SAE 10) 30 200 X 10-3

Gliserin 0 10.000 X 10-3

20 1500 X 10-3

60 81 X 10-3

Udara 20 0,018 X 10

Hidrogen 0 0,009 X10

Uap Air 100 0,013 X10

Teori Newton

Fluida Newtonian (istilah yang diperoleh dari nama Isaac Newton) adalah suatu fluida

yang memiliki kurva tegangan/regangan yang linier. Contoh umum dari fluida yang

memiliki karakteristik ini adalah air. Keunikan dari fluida newtonian adalah fluida ini akan

terus mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Hal ini disebabkan karena

viskositas dari suatu fluida newtonian tidak berubah ketika terdapat gaya yang bekerja

pada fluida. Viskositas dari suatu fluida newtonian hanya bergantung pada temperatur dan

tekanan. Viskositas sendiri merupakan suatu konstanta yang menghubungkan besar

tegangan geser dan gradien kecepatan pada persamaan

dengan

τ adalah tegangan geser fluida [Pa]

μ adalah viskositas fluida – suatu konstanta penghubung [Pa•s]

adalah gradien kecepatan yang arahnya tegak lurus dengan arah geser [s−1]

Perbedaan karakteristik akan dijumpai pada fluida non-newtonian. Pada fluida jenis ini,

viskositas fluida akan berubah bila terdapat gaya yang bekerja pada fluida (seperti

pengadukan).

Hukum Bernoulli

Dalam dinamika fluida, Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa untuk aliran inviscid,

peningkatan kecepatan fluida terjadi bersamaan dengan penurunan tekanan atau penurunan

energi potensial cairan itu. Prinsip Bernoulli ini dinamai matematika Swiss Daniel

Bernoulli Belanda yang menerbitkan prinsip dalam bukunya Hydrodynamica pada tahun

1738.

Prinsip Bernoulli dapat diterapkan pada berbagai jenis aliran fluida, sehingga dalam apa

yang longgar dinotasikan sebagai persamaan Bernoulli. Bahkan, ada berbagai bentuk

persamaan Bernoulli untuk berbagai jenis aliran. Bentuk sederhana dari prinsip Bernoulli

berlaku untuk aliran mampat (misalnya paling arus cair) dan juga untuk aliran mampat (gas

misalnya) bergerak pada angka Mach rendah. bentuk yang lebih canggih mungkin dalam

beberapa kasus diterapkan untuk arus kompresibel pada angka Mach lebih tinggi (lihat

derivasi dari persamaan Bernoulli).

Prinsip Bernoulli dapat diturunkan dari prinsip konservasi energi. Ini menyatakan bahwa

dalam aliran jumlah dari semua bentuk energi mekanik dalam fluida sepanjang arus adalah

sama di semua titik pada yang merampingkan. Hal ini mensyaratkan bahwa jumlah energi

kinetik dan energi potensial tetap konstan. Jika cairan mengalir keluar dari reservoir

jumlah dari semua bentuk energi adalah sama pada semua aliran karena untuk reservoir

energi per satuan massa (jumlah tekanan dan ρ gh potensial gravitasi) adalah sama di

mana-mana.

partikel fluida tunduk hanya tekanan dan berat badan mereka sendiri. Jika fluida mengalir

secara horisontal dan sepanjang bagian dari sebuah arus, di mana meningkatkan kecepatan

hanya dapat karena cairan pada bagian yang telah pindah dari daerah tekanan tinggi ke

daerah tekanan rendah; dan jika pada kecepatan berkurang, itu hanya dapat karena ia sudah

bergerak dari daerah tekanan rendah ke daerah tekanan yang lebih tinggi. Akibatnya,

dalam fluida yang mengalir secara horizontal, kecepatan tertinggi terjadi di mana tekanan

terendah, dan kecepatan terendah terjadi di mana tekanan tertinggi.

Persamaan aliran mampat

Dalam arus sebagian besar cairan, dan gas di nomor Mach yang rendah, kepadatan massa

sebidang fluida dapat dianggap konstan, terlepas dari variasi tekanan dalam aliran. Untuk

alasan ini fluida arus tersebut dapat dianggap mampat dan arus ini dapat digambarkan

sebagai aliran mampat. Bernoulli dilakukan eksperimennya pada cairan dan persamaan

dalam bentuk aslinya hanya berlaku untuk aliran mampu-mampat. Bentuk umum

persamaan Bernoulli, berlaku pada setiap titik sewenang-wenang sepanjang arus di mana

gravitasi konstan, adalah:

dimana:

    v = adalah kecepatan aliran fluida pada titik di merampingkan,

    g = adalah percepatan gravitasi,

    z = adalah elevasi dari titik di atas pesawat referensi, dengan arah z positif mengarah ke

atas sehingga dalam arah yang berlawanan dengan percepatan gravitasi,

    p = adalah tekanan pada titik, dan

     = adalah densitas dari fluida pada semua titik dalam cairan tersebut.

Untuk medan gaya konservatif, persamaan Bernoulli dapat digeneralisir sebagai:

dimana Ψ adalah potensi kekuatan pada titik dipertimbangkan-arus. Misalnya untuk Ψ

gravitasi bumi = gz.

Dua asumsi-asumsi berikut harus dipenuhi untuk persamaan Bernoulli untuk menerapkan:

    * Cairan harus mampat - meskipun tekanan bervariasi, kepadatan harus tetap konstan

sepanjang arus;

    * Gesek oleh pasukan kental harus diabaikan.

Dengan mengalikan dengan ρ densitas fluida, persamaan (A) dapat ditulis kembali sebagai:

or

where

q = ½ adalah tekanan dinamis

h = z + adalah kepala pisometrik atau kepala hidrolik (jumlah dari elevasi z dan head

tekanan)

po = p + q adalah tekanan total (jumlah p tekanan statis dan q tekanan dinamik).

Konstanta pada persamaan Bernoulli dapat dinormalisasi. Pendekatan yang umum adalah

dalam hal jumlah kepala atau energi kepala H:

Persamaan di atas menunjukkan ada kecepatan arus di mana tekanan adalah nol, dan pada

kecepatan lebih tinggi tekanan negatif. Paling sering, gas dan cairan tidak mampu tekanan

absolut negatif, atau bahkan nol tekanan, begitu jelas persamaan Bernoulli lagi berlaku

sebelum tekanan nol tercapai. Dalam cairan-ketika tekanan menjadi terlalu rendah -

kavitasi terjadi. Persamaan di atas menggunakan hubungan linear antara kecepatan arus

kuadrat dan tekanan. Pada kecepatan aliran yang lebih tinggi dalam gas, atau untuk

gelombang suara dalam bentuk cair, perubahan rapat massa menjadi signifikan sehingga

asumsi kerapatan konstan tidak valid.