Laporan Fisika Dasar Viskositas Zat Cair

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Viskositas adalah kekentalan suatu zat cair adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya gesar. Viskositas terjadi terutama karena adanya interaksi antara molekul-molekul cairan (Erizal, 2010). Viskositas merupakan ukuran gesekan dibagian dalam suatu fluida. Fluida sebenarnya terdiri atas beberapa lapisan., karena adanya viskositas diperlukan gaya untuk meluncurkan suatu lapisan fluida diatas fluida lainnya (Linda, 2008). Dalam fluida ternyata gaya yang dibutuhkan (F), sedangkan dengan luas fluida yang bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (V) dan berbanding tebalik dengan jarak antara lempeng (I). Besar gaya (F) yang diperlukan untuk menggerakkan suatu lapisan fluida dengan kelajuan tetap (V) untuk luas penampang keeping H adalah F-AV (Ghozian, 2008).

1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dari praktikum fisika dasar tentang Visskositas Zat Cair ini adalah untuk menentukan viskositas zat cair berdasarkan hokum stokes. Tujuan dari praktikum fisika dasar tentang Visskositas Zat Cair ini adalah untuk menentukan koefisien dari madu, minyak goring, glyserin.

1.3 Waktu dan Tempat Praktikum fiska dasar tentang Viskositas Zat Cair ini dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 9 November 2010, pada pukul 08.50 sampai 10.30 WIB. Praktikum ini dilaksanakan dilaboratorium Hidro Boilogi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya Malang.

2.TINJAUAN PUTAKA

2.1 Pengertian viskositas Viskositas atau kekentalan suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas terjadi terutama karena adanya interaksi antara molekul-molekul caiarn (Erizal, 2010). Viskositas merupakan ukuran gesekan dibagian dalam suatu fluida. Fluida sebenarnya terdiri atas beberapa lapisan, karena adanya viskositas diperlukan gaya untuk meluncurkan suatu lapisan fluida lainnya (Linda, 2008).

2.2 Pengertian Fluida Fluida adalah zat yang berubah bentuk secara terus menerus bila terkena tegangan geser suatu fluida adalah suatu zat yang mengembang hingga memenuhi bejana. Fluida selalu mengalir bila dikenai bekas pengubah zat cair, fluida diartikan dengan mempunyai volume tertentu tapi bentuk tertentu itu mengalir menyesuaikan dengan bentuk wadah. Zat cair mempunyai volume tertentu (Streeter, 1996). Dalam fluida ternyata gaya yang dibutuhkan (F), sebaliknya dengan luas fluida yang bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (V) untuk luas penampang keeping A adalah F.ZAV (Ghozian, 2008).

2.3 Hukum Poisseulle Dalam persamaan poisseulle dinyatakan bahwa kerugian berbanding lurus dengan viskositas sedangkan panjang satu debit berbanding terbalik dengan garis tengah pangkat 4 yang telah ditentukan Q = µD4∆p µ aµ

(Streeter, 1980).

l

Volume yang mengalir melewati seluruh penampang lintang diperoleh dengan mengintegralkan seluruh unsure antar r = 0 dan r = R. q = π(P1 - P2)R 2 nL

0

∫R (R2 – r2) r dx = π

R4 P1 – P2

P n

L

Rumus ini pertama kali dirumuskan oleh Poisseulle dan dinamakan poisseulle (Widawati, 2008).

2.4 Hukum Stoke dan Kecepatan Terminal

Fs = Gπ2ru Dengan menyatakan π koefisien relative bila terhadap fluida, persamaan tersebut pertama kali dijabarkan oleh sir George Stokes tahun 1845 yang disebut hokum stokes (Wikipedia, 2010). Sebuah bola pada pemilik rapat massa P1 dan jari (r) dijatuhkan tanpa kecepatan massa dari Pr dimana Pb 7 Pr, bola mula-mula mendapatkan kecepatan gravitasi. Namun beberapa saat setelh bergerak cukup jauh bola akan bergerak (Budiarto, 2008). Kecepatan terminal adalah kecepan konstan yang dialami oleh suatu objek yang jatuh bebas karena pengamati gravitasi dan gaya hambatan udara, dimana disini gaya teknik gravitasi (Fg)= gaya hambatan udara (Fd) (Wikipedia,2010)

2.5 Viskositas dalam Perikanan Viskositas adalah perlawanan yang diadakan suatu zat cair (fluida) terhadap gerak suatu lapisan (bagian) zat itu terhadap lapisan kain didalam zat aliran itu yang disebut dengan adanya pergerakan antara bagian yang erat hubunganannya dengan gerak ikan (Budiati, 1989). Laut merupakan salah satu usaha perikanan dengan cara pengembangan daya dalam contoh yang sudah mencapai teknologi tergantung volume viskositas (Sea Rauming, 2010). Sekitar 35% dari cangkang kering udang mengandung kitin,dan kitin udang dapat dihasilkan sekitar 80% kitosan, kitosan telah banyak dimanfaatkan secara komersial dalam industry pangan dan kosmetik (Rochima, 2010). Ketika angin berhembus dilaut energy yang ditransfer dari angin kebatas permukaan sebagian energy digunakan dalam pembentukan gravitasi permukaan yang membentuk pergerakan dari yang kecil ataupun perambatan gelombang sehingga membentuk arus laut (Supangat, 2003).

3. METODOLOGI

3.1 Alat dan Fungsi Alat – alat yang digunakan dalam Praktikum Viskosita zat cair diantaranya : •

Mikrosmeter skrup

•

Jangka sorong : untuk mengukur diameter gelas ukur

•

Gelas ukur 1000 ml

: untuk mengukur diameter bola besi

: sebagai wadah masing – masing zat cair(madu, minyak goring, dan glyserin)

•

Stotwach

: untuk mengukur waktu pada jarak 20cm dan 30cm saat bola besi dijatuhkan

•

Bola besi

: sebagai pengukur viskositas zat cair

•

Magnet

: untuk membantu mengambil bola besi yang telah dimasukkan kedalam gelas ukur

•

Timbangan digital

: untuk menimbang massa bola besi dengan ketelitian 10-2

•

Meteran

: untuk mengukur jarak 20cm dan 30cm

•

Tali

: untuk mengambil magnet

•

Karet

: untuk menandai jarak 20cm dan 30cm pada gelas ukur

•

Nampan

: untuk tempat alat-alat yang digunakan

3.2 Bahan dan Fungsi Bahan- bahan yang digunakan dalam praktikum tentang viskositas zat cair ini diantaranya : •

Madu

: sebagai yang diukur fiskositas zat cairnya

•

Minyak goring

: sebagai yang diukur fiskositas zat cairnya

•

Glyserin

: sebagai yang diukur fiskositas zat cairnya

•

Tissue

: untuk membersihkan alat yang telah digunakan

3.3 Skema Kerja

Disiapkan alat dan bahan Dimasukkan madu, minyak goring, glyserin masing-masing kedalam gelas ukur 1000ml Diukur diameter gelas ukur dengan jangka sorong Diukur diameter bola besi dengan mikrometer

Ditimbang massa bola besi dengan timbangan digital dengan ketelitian 10-2 Diukur jarak 20cm dan 30cm pada gelas ukur kemudian ditandai dengan karet

Dijatuhkan masing-masing bola kedalam gelas ukur yang isi madu, minyak goring, dan glyserin

Dihitung waktu dengan menggunakan stopwach

Diambil bola dengan magnet dengan menempelkan magnet dari luar gelas ukur dengan memiringkan gelas ukur atau memasukkan magnet yang sudah ditali kedalam larutan Hasil

4. PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

Massa Jenis

1

0,9 gram

20

0,417cm 6,68cm

0,9 s

0,41 gr 25,44

0,1

0,9 gram

30

0,417cm 6,68cm

1,1 s

0,41 gr 31,23

0,08

Minyak 0,9 gram goreng 0,9 gram

20

0,416cm 6,68cm

0,3 s

0,42 gr 76,6

0,03

30

0,416cm 6,68cm 0,4 s

0,42 gr 86,18 0,029

Glyserin 1,3 gram

20

0,438cm 6,68cm 0,8 s

0,41 gr 28,92 0,095

1,3 gram

30

0,438cm 6,68cm 1,0 s

0,41 gr 34,71 0,079

Madu

2

3

Jarak(cm) jari-jari jari-jari Waktu Massa bola(r) gelas(R) (t) bola

4.2 Data Perhitungan n = 2.r2.g (Pb - Po)

Vg = h (1+2,4 (r/R)) t

9 Vg

1. Madu •

Vg = 20 (1+2,4 (0,417/6,68)) = 22,22 (1,145) = 25,44 m/s 0,9

•

Vg = 30 (1+2,4 (0,417/6,68)) = 27,27 (1,145) = 31,23 m/s 1,1

•

n

= 2 (0,417)2.10 (7,78 - 0,9) = 23,23 = 0,10 = 1.10-1 poise 9 (25,44)

•

n

220,96

= 2 (0,417)2.10 (7,78 - 0,9) = 23,23 = 0,08 = 8.10-2 poise 9 (31,23)

281,07

Vg

n

No Unit

2. Minyak goreng •

Vg = 20 (1+2,4 (0,416/6,68)) = 66,67 (1,149) = 76,6 m/s 0,3

•

Vg = 30 (1+2,4 (0,416/6,68)) = 75 (1,149) = 86,18 m/s 0,4

•

n

= 2 (0,416)2.10 (7,78 - 0,9) = 23,23 = 0,03 = 3.10-2 poise 9 (76,6)

•

n

689,4

= 2 (0,416)2.10 (7,78 - 0,9) = 23,23 = 0,29 = 2,9.10-2 poise 9 (86,18)

775,62

3. Glyserin •

Vg = 20 (1+2,4 (0,438/6,68)) = 25(1,157) = 28,92 m/s 0,8

•

Vg = 30 (1+2,4 (0,438/6,68)) = 30 (1,157) = 37,71 m/s 1

•

n

= 2 (0,438)2.10 (7,78 – 1,3) = 24,86= 0,095 = 9,5.10-2 poise 9 (28,92)

•

n

260,28

= 2 (0,438)2.10 (7,78 – 1,3) = 24,86 = 0,079 = 7,9.10-2 poise 9 (34,71)

312,39

4.3 Analisa Prosedur Pertama alat disiapkaan separti micrometer skrup yang digunakan untuk mengukur diameter bola besi, jangka sorong untuk mengukur diameter gelas ukur, gelas ukur 1000ml sebagai wadah masing –masing zat, stopwatch untuk mengukur waktu, bola besi sebagai parameter viskositas, magnet untuk membantu mengambil bola besi yang telah dicelupkan, timbangan digital untuk menimbang massa bola besi dengan ketelitian 10-2 , meteran untuk mengukur jarak 20cm dan 30cm, tali untuk mengikat magnet, karet untuk menandai jarak 20cm dan 30cm pada gelas ukur, nampan sebagai tempat alat yang digunakan. Dan bahan – bahannya seperti madu, minyak goreng, dan glyserin sebagai yang diukur koefisian zat cairnya, tissue untuk membersihkan alat –alat yang telah digunakan dalam praktikum.

Kemudian madu, minyak goreng, dan glyserin masing –masing dimasukkan kedalam gelas ukur 1000ml, lalu gelas ukur diukur diameternya dengan menggunakan jangka sorong, serta bola besi diukur diameternya dengan micrometer, dan ditimbang massa bola besi dengan timbangan digital dengan ketelitian 10-2. Gelas ukur diukur jarak 20cm dan 30cm dengan menggunakan meteran lalu diberitanda dengan karet antara jarak 20cm dan 30cm. Lalu masing – masing bola yang telah ditimbang dimasukkan kedalam gelas ukur yang berisi bahan yang berbeda – beda dan dihitung masing – masing dengan jarak 20cm dan 30cm dengan menggunakan stopwatch, kemudian bola besi diambil dengan menggunakan magnet yang diikat tali, lalu diangkat dan dibersihkan dengan tissue, dicatat hasil pengamatan.

4.4 Analisa Hasil Dari data pengamatan pada praktikum viskositas zat cair didapatkan madu dengan massa jenis 7,78 gram pada jarak 20 cm didapatkan waktu (t) = 0,9 s .dan pada jarak 30cm didapatkan waktu (t) = 1,1 s dan massa bola yang ditimbang 0,41 gr dan jari – jari bola dan gelas diperoleh 0,417 dan 6,68 cm sehingga didapatkan kecepatan terminal dan viskositas pada jarak 20cm adalah Vg = 25,44 dan n = 0,1, serta pada jarak 30cm adalah Vg = 31,23 dan n = 0,08. Pada minyak dengan massa jenis 7,78 gram pada jarak 20cm didapatkan waktu (t) = 0,3 s, pada jarak 30cm didapatkan (t) = 0,4 s, serta massa bola yang ditimbang 0,42 gr dan jari – jari bola dan gelas diperoleh 0,417 dan 6,68 cm sehingga didapatkan kecepatan terminal (Vg) dan viskositas (n) pada jarak 20 cm adalah Vg = 76,6 dan n = 0,03. Serta pada jarak 30cm adalah Vg = 86,18 dan n = 0,029 Pada glyserin dengan massa jenis (Pb)= 7,78 gram pada jarak 20cm didapatkan waktu (t)= 0,8 s pada jarak 30cm didapatkan waktu (t)=1 s serta massa bola yang ditimbang 0,419 dan jari-jari bola dan gelas ukur diperoleh 0,438 dan 6,68 cm sehingga didapatkan kesimpulan kecepatan terminal (Vg) dan viskositas (n) pada jarak 20cm adalah Vg= 28,92 dan n = 0,095, serta pada jarak 30cm adalah Vg= 34,71 dan n=0,0079.

5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari hasil praktikum tentang viskositas zat cair dapat disimpulkan bahwa : •

Viskositas zat cair adalah salah satu fungsi cairan yang menentukan besarmya perlawanan terhadap gaya reser

•

Viskositas dilambangkan dengan n

•

Viskositas mempunyai rumus n = 2.r2.g (Pb - Po) 9.Vg

•

Rumus poisseulle V = n. j2 (P1 – P2) 8.nl

•

Rumus hokum stokes adalah F=n

AV= AnV = knV

•

Hasil perhitungan :

•

Madu

•

•

: h=20cm

Vg=25,44 m/s

n= 0,1 poise

h=30cm

Vg=31,23 m/s

n= 0,08 poise

Glyserin : h=20cm

Vg=28,92 m/s

n= 0,095 poise

h=30cm

Vg=37,71 m/s

n= 0,079 poise

Vg=76,6 m/s

n= 0,03 poise

Vg=86,18 m/s

n= 0,029 poise

Minyak : h=20cm h=30cm

•

Zat yang paling kental adalah madu karena kecepatan terminal dan viskositas pada madu, Vg=25,44 dan n=0,1 poise , serta Vg=31,23 m/s dan n=0,08 poise pada 30cm data yang paling besar viskositasnya adalah madu.

5.2 Saran Untuk para asisten agar lebih tegas dan sabar dalam menjelaskan materi praktikum. Dan diusahakan dalam praktikum berlangsung suasana kondusif agar praktikum dapat mengerjakan praktikum dengan kondisi tenang dan teliti.

DAFTAR PUSTAKA

Budiarto anwar, 2008. Metode penentuan koefisien kekentalan zat cairdengan menggunakan rekresi linier hokum stokes. Diakses pada tanggal 11 November 2010, pada pukul 20.00 WIB Budiati, 1989. Contoh viskositas dalam perikanan. Diakses pada tanggal 11 November 2010, pada pukul 20.00 WIB Erizal, 2010. Web.ipb.ac.id/erizal/mefklud/modul.ipb. diakses pada tanggal 10 November 2010, pada pukul 21.00 WIB Ghozian, 2008. http://www.geofacts.co.cc/2008/10/laporan viskositas.html. diakses pada tanggal 10 November 2010,pada pukul 20.00 WIB Roshima, 2010. http://resuvrces.unpud.ac.id/uapod-content/karakteristik kritin.pdf/ diakses pada tanggal 10 November 2010, pada pukul 14.55 WIB Streeter, 1996. Mekanika fluida, Erlangga. Jakarta Widawati dan Linda, 2008.PEMODALAN MATEMATIKA UNTUK JAM AIR JENIS POLYUASCULAR CLEPSYDRA DENGAN KASUS VISKOSITY DOMINTED. Diakses pada tanggal 10 November 2010, pada pukul 20.30 WIB Wikipedia, 2010. Pengertian fluida. Diakses pada tanggal 11 November 2010, pada pukul 20.00 WIB Wikipedia, 2010. Hokum stokes dan kecepatan terminal .diakses pada tanggal 11 November 2010, pada pukul 20.30 WIB