Rapat Massa Zat Cair 2

8/17/2019 Rapat Massa Zat Cair 2

1/4

5/5/2016 Sifat Fluida

http://purnama-bgp.blogspot.co.id/2011/10/sifat-fluida.html

Sifat Fluida

Mekanika fluida dan hidrolika adalah bagian dari mekanika terpakai atau mekanika yang diterapkan

(Applied Mechanics). Fluida adalah sub-himpunan dari fase benda, termasuk cairan, gas, plasma, dan

padat plastik.

Fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir (atau

umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka). Sifat ini biasanya dikarenakan

sebuah fungsi dari ketidakmampuan mereka mengadakan tegangan geser (shear stress) dalam

ekuilibrium statik. Konsekuensi dari sifat ini adalah hukum Pascal yang menekankan pentingnya tekanan

dalam mengarakterisasi bentuk fluid. Dapat disimpulkan bahwa fluida adalah zat atau entitas yang

terdeformasi secara berkesinambungan apabila diberi tegangan geser walau sekecil apapun tegangan

geser itu.Sifat-Sifat FluidaSemua fluida nyata (gas dan zat cair) memiliki sifat-sifat khusus yang dapat

diketahui, antara lain: rapat massa (densit y), kekentalan (viscosity), tegangan permukaan (surface

tension ), temperatur. Beberapa sifat fluida pada kenyataannya merupakan kombinasi dari sifat-sifat

fluida lainnya. Sebagai contoh kekentalan kinematik melibatkan kekentalan dinamik dan rapat

massa.Sejauh yang kita ketahui, fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekul-molekul dengan

jarak pisah yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu

kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain.

a. Rapat Massa, Berat Jenis dan Rapat Relatif

Rapat massa (ρ) adalah ukuran konsentrasi massa zat cair dan dinyatakan dalam bentuk massa (m)

persatuan volume (V).

Dimana: M = massa (kg)V = volume (m ) Rapat massa air (ρ air) pada suhu 4 C dan pada tekanan

atmosfer (p atm) adalah 1000 kg/m . Berat jenis (g ) adalah berat benda persatuan volume pada

temperatur dan tekanan tertentu, dan berat suatu benda adalah hasil kali antara r apat massa (ρ) dan

percepatan gravitasi (g ).

Dimana :

γ = berat jenis ( N/m )

ρ = rapat massa (kg/dt )

g = percepatan gravitasi (m/dt ) Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat (ρ)

dan rapat massa air (γ air), atau perbandingan antara berat jenis suatu zat (ρ) dan berat jenis air (γ

air).Rapat relatif (s) adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat (ρ) dan rapat massa air (ρ air),

3 o

3

3

2

2

http://id.wikipedia.org/wiki/Fase_bendahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Plasmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Pascalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ekuilibrium&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Shear_stress&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tegangan_geser&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Plastik_%28fisika%29&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Plasmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gashttp://id.wikipedia.org/wiki/Cairanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fase_benda


2/4



atau perbandingan antara berat jenis suatu zat (γ) dan berat jenis air (γ air).

Karena pengaruh temperatur dan tekanan pada rapat massa zat cair sangat kecil, maka dapat

diabaikan sehingga rapat massa zat cair dapat dianggap tetap.

a. Kekentalan (viscocity)

Kekentalan adalah sifat dari zat cair untuk melawan tegangan geser (τ) pada waktu bergerak atau

mengalir. Kekentalan disebabkan adanya kohesi antara partikel zat cair sehingga menyebabkan adanya

tegangan geser antara molekulmolekul yang bergerak. Zat cair ideal tidak memiliki

kekentalan.Kekentalan zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (µ) atau

kekentalan absolute dan kekentalan kinematis (ν).Dalam beberapa masalah mengenai gerak zat cair,

kekentalan dinamik dihubungkan dengan kekentalan kinematik sebagai berikut:

dengan ρ adalah rapat massa zat cair (kg/m ).Kekentalan kinematik besarnya dipengaruhi oleh

temperatur (T ), pada temperatur yang tinggi kekentalan kenematik zat cair akan relatif kecil dan dapat

diabaikan.

Zat cair Newtonian adalah zat cair yang memiliki tegangan geser (t) sebanding dengan gradien

kecepatan normal terhadap arah aliran. Gradien kecepatan adalah perbandingan antara perubahan

kecepatan dan perubahan jarak tempuh aliran (Gambar 1). Hubungan tegangan geser dan gradien

kecepatan normal dari beberapa bahan dapat dilihat pada Gambar 2.

3


3/4



Bila fluida Newtonian dan aliran yang terjadi adalah laminer maka berlaku hubungan:

dimana : τ= tegangan geser (kg/m ) µ = kekentalan dinamis (kg/m.det) ν= kekentalan kinematis

(m /det) ρ= densitas fluida (kg/m )

a. Tegangan permukaan (surface tension )

Molekul-molekul pada zat cair akan saling tarik menarik secara seimbang diantara sesamanya dengan

gaya berbanding lurus dengan massa (m) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r) antara

pusat massa.

dengan:

F = gaya tarik menarik

m 1, m 2 = massa molekul 1 dan 2

r = jarak antar pusat massa molekul.Jika zat cair bersentuhan dengan udara atau zat lainnya, maka

gaya tarik menarik antara molekul tidak seimbang lagi dan menyebabkan molekul-molekul pada

permukaan zat cair melakukan kerja untuk tetap membentuk permukaan zat cair. Kerja yang dilakukan

oleh molekul-molekul pada permukaan zat cair tersebut dinamakan tegangan permukaan (s). Tegangan

permukaan hanya bekerja pada bidang permukaan dan besarnya sama di semua titik.

a. Tegangan Uap

Tekanan uap adalah tekanan suatu uap pada kesetimbangan dengan fase bukan uap-nya. Semua zat

padat dan cair memiliki kecenderungan untuk menguap menjadi suatu bentuk gas, dan semua gas

memiliki suatu kecenderungan untuk mengembun kembali. Pada suatu suatu suhu tertentu, suatu zat

tertentu memiliki suatu tekanan parsial yang merupakan titik kesetimbangan dinamis gas zat tersebut

dengan bentuk cair atau padatnya. Artinya, suatu fluida dikatakan mencapai tekanan uap air jenuh

2

2 3


4/4



ketika telah mencapai kesetimbangan jumlah antara molekul fluida yang menguap dan molekul fluida

yang kembali mengembun ke dalam fluida. Titik ini adalah tekanan uap zat tersebut pada suhu tersebut.

Tekanan uap suatu cairan bergantung pada banyaknya molekul di permukaan yang memiliki cukup

energi kinetik untuk lolos dari tarikan molekul-molekul tetangganya. Jika dalam cairan itu dilarutkan

suatu zat, maka kini yang menempati permukaan bukan hanya molekul pelarut, tetapi juga molekul zat

terlarut. Karena molekul pelarut di permukaan makin sedikit, maka laju penguapan akan berkurang.

Dengan pekataan lain, tekanan uap cairan itu turun. Makin banyak zat terlarut, makin besar pulapenurunan tekanan uap.Contoh: sederhana efek dari perubahan tekanan pada titik didih fluida adalah

bertambah atau berkurangnya titik didih fluida. Semakin tinggi tekanan yang terjadi pada suatu fluida,

maka semakin tinggi titik didih yang dibutuhkan untuk mendidihkan suatu fluida. Begitu juga sebaliknya,

semakin rendah tekanan, maka semakin rendah pula suhu yang dibutuhkan untuk mendidihkan suatu

fluida. Hal ini dengan mudah kita amati dalam proses pendidihan air. Dibutuhkan suhu 1000 C untuk

mendidihkan air pada tekanan dataran rendah, sedangkan di daerah pegunungan dibutuhkan suhu

kurang dari 1000 C untuk mendidihkan air.

b. Suhu/temperatur

Mekanika fluida yang menyangkut aliran gas memerlukan keterlibatan prinsip-prinsip termodinamika.

Yaitu, konsep sistem dan volume kontrol. Apabila dua sistem atau dua benda, yang satu terasa panas

sedangkan lainnya terasa panas sedangkan lainnya terasa dingin, dipertemukan atau dirapatkan,

sesudah beberapa waktu yang satu akan terasa panasnya berkurang dan yang lain dinginnya akan

berkurang dan akhirnya akan tercapai suatu keadaan setimbang dimana tidak ada lagi perubahan suhu

lagi. Dikeadaan ini kedua sistem disebut bertemperatur sama.Jika sebuah sistem atau fluida dalam

sebuah volume kontrol tidak dalam kesetimbangan termal dengan lingkungannya, energi akan

menembus melalui batas sistem atau permukaan kontrolnya.

Documents

Rapat Massa Zat Cair 2