Viskosimetri

7/24/2019 Viskosimetri

http://slidepdf.com/reader/full/viskosimetri 1/7

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Viskositas

Dalam fisika, Zat cair atau Cairan atau fluida adalah zat yang secara terus-

menerus mengalami deformasi (arus) di bawah tegangan geser. Cairan ini disebut jenis

media yang bersifat kontinyu yang terdiri dari zat yang terdiri dari molekul yang

memiliki gaya tarik lemah. Cairan ini dicirikan oleh bentuk erubahan tana kekuatan

restoratif yang cenderung untuk mengembalikan bentuk !asli! (yang meruakan

erbedaan utama dengan zat adat yang mamu untuk mendeformasi). Zat cair adalah

kumulan artikel yang terikat bersama oleh kohesif yang lemah dan atau dinding wadah,

istilah meliuti cairan dan gas. Dalam erubahan bentuk dari molekul cairan ber"ariasi,

dengan kekuatan diterakan keada masing-masing bentuk, yaitu mengalir. Zat cair

berbentuk mengikuti wadah yang ditemati, menjaga "olume sendiri, sedangkan gas

tidak memiliki baik "olume sendiri mauun bentuk. #olekul-molekul kohesif berubah ke

dalam cairan dan bergerak bebas dalam gas. Zat cair memiliki sifat yaitu $

%idak menolak deformasi, atau menolak, bersifat ringan ("iskositas).

&emamuan untuk mengalir (juga digambarkan sebagai kemamuan untuk

mengikuti bentuk dari sebuah wadah).

'ifat ini biasanya meruakan fungsi dari ketidakmamuan zat cair untuk

mendukung tegangan geser dalam kesetimbangan statis. Zat adat daat mengalami

tegangan geser, tegangan normal dan tarik menarik. 'ebaliknya, zat cair hanya daat

bergerak normal, tegangan tekanan yang disebut tekanan.

agi zat cair keraatannya tidak akan terengaruh oleh erubahan temeratur dan

tekanan, hal ini juga dinamakan fluida tidak daat mamat (inkomressible) sedangkan

gas sangat diengaruhi oleh erubahan temeratur dan tekanan dan dikenal juga sebagai

fluida daat mamat (komressible).

engertian "iskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh

fluida yang bergerak, atau benda adat yang bergerak didalam fluida. esarnya gesekan

ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. *adi semakin besar "iskositas

zat cair, maka semakin susah benda adat bergerak didalam zat cair tersebut. +iskositas



dalam zat cair, yang bereran adalah gaya kohesi antar artikel zat cair (nonim, /).

+iskositas daat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang meruakan gesekan

antara molekul 0 molekul cairan satu dengan yang lain. 'uatu jenis cairan yang mudah

mengalir, daat dikatakan memiliki "iskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan

yang sulit mengalir dikatakan memiliki "iskositas yang tinggi (nonim, /). +iskositas

suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan dalam fluida

terhada gesekan. 1luida yang memunyai "iskositas rendah, misalnya air memunyai

tahanan dalam terhada gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang

memunyai "iskositas yang lebih besar (nonim, 2). 3ejala ini daat dianalisis

dengan mengintrodusir suatu besaran yang disebut kekentalan atau "iskositas ("iscosity).

'atuan dasar yang digunakan adalah poise (2 oise 4 2 sentioise).

enggolongan bahan menurut tie alir dan deformasinya yaitu sistem 5ewton dan

5on 5ewton. emilihan tergantung ada sifat alirnya, aakah sesuai dengan hukum

aliran dari 5ewton atau tidak. 5ewton adalah orang yang ertama memelajari sifat-sifat

aliran dari cairan secara kualitatif. Dia menemukan bahwa semakin besar "iskositasnya

suatu cairan akan makin besar ula gaya er satuan luas (shearing stress).

. 'istem 5ewton (kekentalan ideal)

&ekentalan ideal memiliki suatu koefisien "iskositas konstan yang tidak tergantung

dari jumlah absolut tegangan geser.

. 'istem 5on 5ewton (kekentalan struktur)&ekentalan struktur tergantung ada tegangan geser. 'istem aliran ini meliuti

disersi heterogen cairan ada adatan seerti koloid, emulsi, susensi cair, sale, dan

roduk serua. *ika bahan 5on 5ewton dianalisis dalam suatu "iskometer utar dan

hasilnya dilot, dieroleh berbagai kur"a konsistensi yang menggambarkan adanya 6

kelas cairan yaitu lastis, seudolastis dan dilatan.

erdasarkan ola erubahan kekentalannya, cairan non 5ewton daat

dikelomokkan menjadi $

A. Shear thinning

Dikatakan bersifat seudolastis atau shear thinning bila kekentalannya menurun jika

gaya untuk mengalirkannya meningkat. 'emakin besar gaya yang dikenakan, maka

aliran cairan semakin lancar atau semakin encer ( thinning ). Dengan demikian, nilai



"iskositas akan semakin menurun dengan semakin besarnya shear stress. Contoh $

krim cair, santan.

B. Shear thickening

Dikatakan bersifat dilatan atau shear thickening bila kekentalannya meningkat

dengan meningkatnya gaya engadukan yang diberikan. 'uatu zat tersebut jika tiba-

tiba dikenai gaya mekanis yang tinggi menjadi semakin mengental (thickening ) dan

mudah rauh (ecah 0 ecah). 'ehingga nilai "iskositas akan semakin meningkat

dengan meningkatnya shear stress. Contoh $ mentega, gula kental.

daun beberaa factor yang daat memengaruhi "iskositas suatu zat cair antara

lain $

• %ekanan

+iskositas cairan akan naik dengan naiknya tekanan.

• %emeratur

+iskositas akan turun dengan naiknya suhu ada zat cair. emanasan zat cair

menyebabkan molekulnya meeroleh energy. #olekul cairan bergerak sehingga gaya

interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian "iskositas cairan akan turun

dengan kenaikan suhu.

• &ontaminasi zat lain

danya bahan tambahan (kontaminasi) seerti bahan susense akan menaikkan

"iskositas zat cair. 'ebagai contoh, ada minyak atau gliserin, adanya enambahan air

akan menyebabkan "iskositas akan menurun karena gliserin mauun minyak akan

semakin encer, sehingga waktu alir akan semakin ceat.

• &onsentrasi zat

&onsentrasi yang semakin tinggi dari suatu zat cair akan semakin memerbesar

"iskositas suatu zat cair. 7al ini diakibatkan ikatan antar molekul akan semakin kuat

sehingga dierlukan gaya semakin besar untuk mengalirkannya.2.2. Viskosimetri

#enentukan "iskositas cairan 5ewton daat digunakan semua alat engukur

"iskotitas, misalnya +iscometer 8swald, +iscometer 7oler, +iscometer rookfield,

dan +iscometer 'tomer.

2 +iskometer &ailer atau +iskometer 8stwald



lat ini hanya daat diguanakan untuk menentukan "iskositas cairan 5ewton, dengan

cara mengukur waktu yang dibutuhkan cairan tersebut melintas antara dua tanda,

ada waktu ia mengalir karena gra"itasi melalui ia kailer "ertikal. #aka daat

dirumuskan sebagai berikut $

η= ρ g h r4 t

8l V

Dimana $

η 4 "iskositas zat cair

ρ 4 keraatan zat cair

g 4 gaya gra"itasi bumih 4 selisih tinggi cairan

r 4 jari-jari ia kailer

t 4 waktu

l 4 anjang ia kailer + 4 "olume cairan

Viskometer Ostwald +iskometer Cu and ob atau +iskometer 'tormer

lat ini daat digunakan untuk menentukan "iskositas cairan 5ewton dan cairan

5on-5ewton. +iskometer ini hendaknya jangan digunakan untuk sistem-sistem yang

memunyai "iskositas di bawah cs. &elemahan dari "iskometer ini adalah adanya

bermacam-macam tekanan geser dalam ruang antara bob dan cu. 9ang daat

dirumuskan sebagai berikut $

η= K vw

v

Dimana $




& " 4 suatu tetaan untuk alat

w 4 beban (gram)

" 4 keceatan utaran er menit (rm)

Viskometer Stormer

6 +iskometer ola *atuh atau +iskometer 7oeler lat ini juga hanya daat digunakan untuk menentukan "iskositas cairan 5ewton saja.

Dalam "iskometer ini, bola gelas atau baja menggelinding melalui tabung gelas yang

hamir "ertikal berisi zat cair yang diselidiki ada temeratur konstan yang diketahui.

#aka daat dirumuskan sebagai berikut $

η=t (Sb−S f ) B

Dimana $η 4 "iskositas zat cair

t 4 inter"al waktu dalam detik untuk bola yang jatuh antara titik

' b 4 bobot jenis bola'f 4 bobot jenis zat cair

4 suatu tetaan untuk bola tertentu, yang disediakan oleh abrik embuatnya.

lat ini daat digunakan meliuti jarak "iskositas ,: samai . oise. gar

daat dieroleh hasil yang baik, bola hendaknya digunakan sedemikian hingga dan

tidak kurang dari 6 detik.



Viskometer Hoppler ;+iskometer Cone and late atau +iskometer rookfield

lat ini juga daat digunakan untuk menentukan "iskositas dari cairan 5ewton dan

cairan 5on-5ewton. +iskometer ini memunyai beberaa keuntungan, antara lain

keceatan gesernya konstan di semua bagian dari samel yang mengalami tekanan

geser, terjadinya aliran sumbat daat dihindarkan, dan tidak tergantung lagi ada jari-

jari kerucut. 'udut kerucut ada umumnya berkisar antara ,6 samai ;, sudut-sudut

kecil lebih disukai. &euntungan yang lain adalah menghemat waktu dalam

membersihkan dan mengisinya, dan selama ercobaan, temeratur stabil. Daat

ditentukan dengan rumus $

η=C

v T

Dimana $


C 4 suatu tetaan untuk alat% 4 embacaan utaran

" 4 keceatan utaran er menit (rm) (#oechtar, 2//).



Viskometer Brookfield

Documents

Viskosimetri