Laporan Praktikum Tegangan Permukaan dan Viskositas Zat Cair

Tegangan Permukaan dan Viskositas Zat Cair

A. Judul Praktikum

Tegangan Permukaan

1. Menyelidiki gejala tegangan permukaan

B. Tinjauan Pustaka

Tegangan permukaan zat cair adalah kecendrungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Tegangan permukaan zat cair terjadi karena adanya kohesi di bawah zat cair yang lebih besar dari pada kohesi dipermukaan zat cair, sehingga permukaan air akan cendrung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil mungkin.

Tegangan permukaan (γ) di definisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaan (L) dimana gaya itu bekerja. Secara matematis ditulis :

C. Alat dan Bahan

1. Pisau silet
2. Air dalam bejana kaca
3. Kawat
4. Tali atau benang
5. Larutan sabun

D. Langkah Kerj

1.    Identifikasikan terlebih dulu beberapa alat yang digunakan dalam percobaan berikut ini.

2.     Timbanglah pisau silet, kemudian jatuhkan kedalam bejana berisi air. Apa yang terjadi?

3.     Keluarkan kembali silet dari air kemudian bersihkan sampai kering. Letakkan dengan sangat perlahan pada posisi bidang silet mendatar dan sejajar permukaan air ( seperti gambar ). Apa yang terjadi?

4.      Buatlah lingkaran dari kawat seperti gambar berikut ini.

5.  Buatlah utaian benang jahit seperti gambar, kemudian ikatan pada kawat melingkar seperti gambar.

6.   Buatlah air sabun dalam bejana kaca, kemudian celupkan kawat melingkar bertangkai beserta benangnya. Angkat secara perlahan, apa yang akan terjadi?

7.   Ulangi langkah 5 dan 6 dengan ukuran untaian benang yang berbeda. Amati yang akan terjadi.

Informasi :

·         Pada bidang batas dua fluida yang berbeda terdapat tegangan permukaan. Hal ini disebabkan perbedaan kohesi dan adhesi antar partikel disekitar permukaan pada fluida masing-masing.

V. Data Percobaan 

VI. Analisis Data

1.      Mengapa pisau silet tenggelam?

·         Karena pada permukaan air terdapat gaya tarik- menarik antar partikel-partikel air (kohesi). Akibatnya pada permukaan air seolah-olah terdapat suatu selaput atau lapisanyang tegang yang dapat menahan benda-benda.

Jika silet diletakkan ke permukaan air secara vertical, maka lapisan tersebut akan robek yang menyebabkan silet tenggelam.

2.      Mengapa pisau silet dapat terapung?

·         Karena adanya tegangan permukaan yang terdapat gaya tarik menarik antar partikel air yang menyebabkan pisau silet dapat terapung jika diletakkan perlahan-lahan.

3.      Mengapa bentuk untaian benang menjadi berubah?

·         Gaya kohesi menyebabkan larutan sabun membentuk selaput. Gaya adhesi menyebabkan pinggiran selaput menenpel pada kawat sehingga menyebabkan bentuk untaian benang berubah.

4.      Apakah peristiwa terapung kapal laut disebabkan karena tegangan permukaan? Jelaskan.

·         Iya, dikarenakan badan kapal dibuat berongga. Meyebabkan volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan volume yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar. Massa jenis rata-rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil dari pada massa jenis air laut. 

5.      Gejala apa saja yang dapat dijelaskan dengan tegangan permukaan fluida?

·         Gejala terapungnya silet dan gejala nyamuk yang dapat terapung di atas air dengan kakinya.

VII.           Kesimpulan

1.      Benda yang massa jenisnya lebih besar dari fluida dapat mengapung karena

·         Adanya tegangan permukaan.

2.      Penyebab terjadinya tegangan permukaan adalah

·         Karena pada permukaan air terdapat gaya tarik- menarik antar partikel-partikel air (gaya kohesi). Akibatnya pada permukaan air seolah-olah terdapat suatu selaput atau lapisanyang tegang yang dapat menahan benda-benda.

3.      Akibat dari tegangan permukaan yaitu

·         Benda terapung di atas permukaan air.

4.      Factor-faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah

·         F (gaya) dan l (panjang) benda yang terapung

B.       Judul                                               : Viskositas Zat Cair 

I.                   Tujuan                               : Menentukan koefesien viskositas zat cair 

II.                Teori                                  :

Fluida yang riil memiliki gesekan internal yang besarnya tertentu yang disebut dengan viskositas. gaya yang dibutuhkan (F), sebanding dengan luas fluida yang bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (v) dan berbanding terbalik dengan jarak antar lempeng (l). Besar gaya F yang diperlukan untuk menggerakan suatu lapisan fluid dengan kelajuan tetap v untuk luas penampang keping A adalah

F=ηA\frac{v}{l}

Hukum Stokes :  gaya hambat yang dialami oleh suatu bola berjari-jari R yang bergerak dengan kecepatan konstan v di dalam fluida dengan koefisien viskositas η adalah

F_D=6πr

Dengan menggunakan hukum stokes, maka kecepatan bola pun dapat diketahui melalui persamaan (rumus) :

III.             Alat dan Bahan                 :

·         Oli baru

·         Minyak sayur

·         Sirup

·         Sunlight

·         Kelereng

·         Jangka sorong

·         Stopwatch

·         Pipa kaca berskala

IV.             Langkah Kerja                  :

1.      Identifikasikan terlebih dulu beberapa alat yang digunakan dalam percobaan berikut ini.

2.      Rangkaian statif, klem, dan pipa kaca berskala seperti gambr berikut.

3.      Ukur diameter dan jari-jari kelereng dengan menggunakan jangka sorong.

4.       Hitung massa jenis bola besi dan masa jenis fluida dengan mengukur massa dan volumenya. Catat massa jenis benda (ρ_b)  dan zat cair (ρ_c).

5.      Tuangkan fluida kedalam pipa hampir penuh. Catat kedalaman dasar pipa (h).

6.      Siapkan Stopwatch, kemudian jatuhkan kelereng kedalam fluida. Ukur waktu yang diperlukan sampai ke dasar pipa.

7.      Hitung kecepatan rata-rata kelereng bergerak dalam zat cair dengan persamaan

Informasi :

·         Gerakan kelereng dapat dianggap memiliki kecepatan konstan bila mencapai kecepatan tertinggi dalam zat cair. Kecepatan tertinggi sering disebut kecepatan terminal.

8.      Lakukan percobaan berulang kali.

9.      Ung koefisien visikositas dengan menggunakan prinsip Archimedes dan rumusan gaya Stokes

Informasi :

·         Gaya gesek dalam zat cair dirumuskan oleh Stokes untuk bola adalah

F_s= 6πrη

·         Dengan menggunakan prinsip Archimedes diperoleh kecepatan terminal untuk bola adalah

10.    Lakukan langkah 2 hingga 9 dengan menggunakan zat fluida.

V.                Data Percobaan                             :

1.      Pengukuran bahan

2.      Percobaan 1

3.      Percobaan 2

4.      Percobaan 3

5.      Percobaan 4

VI.             Analisis Data                     :

1.      Bandingkan data hasil percobaan dengan menggunakan berbagai zat fluida. Adakah pola atau kecendrungan tertentu yang terlihat? Jelaskan.

ð  Dari data tersebut terlihat bahwa kelereng (bola) yang dijatuhkan di oli baru memiliki kecepatan yang lebih tinggi dari zat fluida yang lain. Sementara Sunlight memiliki kekentalan yang tinggi sehingga kelereng (bola) yang dijatukan memiliki kecepatan yang rendah.

2.      Isilah tabel pengolahan data berikut ini kemudian lakukan analisis secara cermat.

Tabel 1. Pengukuran menggunakan Minyak

Tabel 2. Pengukuran menggunakan oli baru

Tabel 3. Pengukuran menggunakan sunlight

Tabel 4. Pengukuran menggunakan sirup

4.      Hitung koefisein viskositas atau kekentalan fluida!

a.       Minyak

b.      Oli baru

c.       Sunlight

d.      Sirup

VII.           Kesimpulan

1.      Benda yang bergerak dalam fluida mengalami gesekan tertentu yang bergantung pada visikositasnya.

ð  Visikositas adalah ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida.

2.      Benda yang bergerak dalam fluida bergantung pada visikositas, yaitu semakin besar visikositas, kecepatan gerak benda semakin..

ð  Susah untuk bergerak

3.      Jika memilih oli yang akan digunakan untuk pelumas mesin, maka perlu dipilih oli dengan visikositas yang lebih… (besar/kecil) karena ,…

ð  Besar, karena bagus untuk pergerakan mesinnya.