Pengukuran viskositas

8/16/2019 Pengukuran viskositas

1/8

akang

Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang

lain. Oli mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada minyak kelapa. Apa

sebenarnya yang membedakan cairan itu kental atau tidak. Kekentalan atau viskositas dapat

dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalamfluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain.

Di dalam aliran kental kita dapat memandang persoalan tersebut seperti tegangan dan regangan pada

benda padat. Kenyataannya setiap fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena

partikel di dalamnya saling menumbuk. agaimana kita menyatakan sifat kekentalan tersebut secara

kuantitatif atau dengan angka, sebelum membahas hal itu kita perlu mengetahui bagaimana cara

membedakan zat yang kental dan kurang kental dengan cara kuantitatif. Salah satu alat yang digunakan

untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter ! "utfy, #$$%&.

Apabila zat cair tidak kental maka koefesiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental

bagian yang menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan dinding. agian yang

menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding dalam akan

bergerak bersama dinding tersebut. "apisan zat cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan

yang berubah secara linier sampai '. Aliran ini disebut aliran laminer. Aliran zat cair akan bersifat laminer

apabila zat cairnya kental dan alirannya tidak terlalu cepat !Sudar(o, #$$)&.

*engertian viskositas fluida !zat cair& adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak,

atau benda padat yang bergerak didalam fluida. esarnya gesekan ini biasa (uga disebut sebagai dera(at

kekentalan zat cair. +adi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak

didalam zat cair tersebut. 'iskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat

cair !artoharsono, #$$-&.

'iskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya gesekan antar

lapisan material. Karenanya viskositas menun(ukkan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir.

Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat. esarnya viskositas dipengaruhi olehbeberapa faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta (umlah molekul terlarut.

luida, baik zat cair maupun zat gas yang (enisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda.

*ada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi !gaya tarik menarik antara molekul

se(enis&. Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. 'iskositas

dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul / molekul

cairan satu dengan yang lain. Suatu (enis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki

viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan0bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas

yang tinggi !Saro(o, #$$1&.

2at cair maupun gas mempunyai viskositas hanya sa(a zat cair lebih kental !viscous& daripada

gas, dalam merumuskan persamaan0persamaan dasar mengenai aliran yang kental akan (elas nanti,

bahwa masalahnya mirip dengan masalah tegangan dan regangan luncur di dalam zat padat. Salah satu

macam alat untuk mengukur viscositas zat0cair adalah viscometer !Sudar(o, #$$)&.

3airan yang mudah mengalir, misalnya air atau minyak tanah, tegangan luncur itu relatif kecil

untuk cepat perubahan regangan luncur tertentu, dan viskositasnya (uga relatif kecil, dan begitu pula

sebaliknya !"utfy, #$$%&.


2/8

B. Tujuan

4u(uan praktikum kali ini adalah untuk menyelidiki angka kental relatif suatu zat cair dengan cara

menggunakan air.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian

'iskositas !kekentalan& dapat dianggap suatu gesekan dibagian dalam suatu fluida. Karena

adanya viskositas ini maka untuk menggerakkan salah satu lapisan fluida diatasnya lapisan lain haruslah

diker(akan gaya. Karena pengaruh gaya k, lapisan zat cair dapat bergerak dengan kecepatan v, yangharganya semakin mengecil untuk lapisan dasar sehingga timbul gradien kecepatan. aik zat cair

maupun gas mempunyai viskositas hanya sa(a zat cair lebih kental !viscous& dari pada gas tidak kental

!obile & !artoharsono, #$$-&.

Suatu (enis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan

sebaliknya bahan / bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. *ada hukum

aliran viskositas, 5ewton menyatakan hubungan antara gaya / gaya mekanika dari suatu aliran viskos

sebagai geseran dalam !viskositas& fluida adalahkonstan sehubungan dengan gesekannya. 6ubungan

tersebut berlaku untuk fluida5ewtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser !s& dengan

kecepatan geser !g& nya konstan. *arameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat

digambarkan dengan dua buah bidang se(a(ar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut.

Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setebal h, se(a(ar dengan suatu

bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. +ika bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak

memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidakada gaya tekan yang beker(a pada

lapisan fluida. Suatu gaya dikenakan pada bidang bagian atas yang menyebabkan bergeraknya bidang

atas dengan kecepatan konstan v, maka fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan / lapisan

yang saling bergeseran.Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser !s& sebesar 7A yang

seragamdengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling

bawah sama dengan nol, maka kecepatan geser !g& pada lapisan fluida di suatu tempat pada (arak y dari

bidang tetap dengan tidak adanya tekanan fluida !Kanginan, #$$-&.

"apisan0lapisan gas atau zat cair yang mengalir saling berdesakan karena itu terdapat gaya

gesek yang bersifat menahan aliran yang besarnya tergantung dari kekentalan zat cair. 8aya gesektersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus9 8 : ; A . !8inting, #$


3/8

3airan newtonian adalah cairan yg viskositasnya tidak berubah dengan berubahnya gaya irisan,

ini adalah aliran kental !viscous& se(ati. 3ontohnya 9 Air, minyak, sirup, gelatin, dan lain0lain. Shear rate

atau gaya pemisah viskositas berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan

viskositasnya merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear

stress. 'iskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar !aliran streamline dalam suatu

fluida&. 3airan 5ewtonian ada # (enis,yang viskositasnya tinggi disebut ='iscous> dan yang viskositasnya

rendah disebut =obile>!Dogra, #$$-&.

2. Cairan Non-Newtonian

?aitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya irisan dan dipengaruhi

kecepatan tidak linear.

B. Metode Penentuan Kekentalan

@ntuk menentukan kekentalan suatu zat cair dapat digunakan dengan cara 9

1. Cara !twalt " Ka#iler 'iskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan

tersebut untuk lewat antara # tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. aktu

alir dari cairan yang diu(i dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya

sudah diketahui !biasanya air& untuk lewat # tanda tersebut !"utfy, #$$%&.

erdasarkan hukum 6eagen *oiseuille.

; : B * rC t

) '"

6ukum poiseuille (uga digunakan untuk menentukan distribusi kecepatan

dalam arus laminer melalui pipa slindris dan menentukan (umlah cairan yamg keluar

perdetik.!Saro(o, #$$-&

2. Cara $o##er

erdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, ter(adi keseimbangan sehingga

gaya gesek : gaya berat / gaya archimides. *rinsip ker(anya adalah menggelindingkan bola ! yang

terbuat dari kaca & melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan (atuhnya bola

merupakan fungsi dari harga resiprok sampel.erdasarkan hukum stoke yaitu pada saat kecepatan bola

maksimum,ter(adi kesetimbangan sehingga gaya gesek sama dengan gaya berat archimedes. Dalam

fluida regangan geser selalu bertambah dan tanpa batas sepan(ang tegangan yang diberikan. 4egangan

tidak bergantung pada regangan geser tetapi tergantung pada la(u perubahannya. "a(u perubahan

regangan (uga disebut la(u regangan ! D. ?oung , #$$1&."a(u perubahan regangan geser : la(u regangan :

umus yang di atas dapat defenisikan viskositas fluida, dinotasikan dengan E ! eta &, sebagai rasio

tegangan geser dengan la(u regangan 9

E : 4egangan geser


4/8

"a(u regangan

empela(ari gerak bola yang (atuh ke dalam fluida kental, walaupun ketika itu hanya untuk

mengetahui bahwa gaya kekentalan pada sebuah bola tertentu di dalam suatu fluida tertentu

berbandingan dengan kecepatan relatifnya. ila fluida sempurna yang viskositasnya nol mengalir

melewati sebuah bola, atau apabila sebuah bola bergerak dalam suatu fluida yang diam, gari0garis

arusnya akan berbentuk suatu pola yang simetris sempurna di sekeliling bola itu. 4ekanan terhadap

sembarang titik permukaan bola yang menghadap arah alir datang tepat sama dengan tekanan terhadap

titik lawan. 4itik tersebut pada permukaan bola menghadap kearah aliran, dan gaya resultan terhadap

bola itu nol!Sudar(o, #$$)&.

III. M%T&% P'AKTIKUM

A.

(aktu dan Te)#at

*raktikum viskositas !kekentalan& terlaksana pada hari Kamis, tanggal #$ aret #$


5/8

ahan yang digunakan yaitu


6/8

B. Pe)a*a!an

*raktikum mengenai viskositas atau pengukuran kekentalan suatu cairan. *adapraktikumini bahan yang digunakan yaitu kecap manis, susu kental manis dan minyak goreng. Sebelum dilakukan

pengukuran viskositas atau kekentalan zat tersebut, terlebih dahulu ditentukan rapatan masing0masing

sample dengan menggunakan piknometer untuk menentukan berat (enis larutan tersebut, sebelumnya

telah disesuaikan keadaan suhunya pada piknometer .

Alat yang kita gunakan didalam pengukuran kekentalan suatu sample yaitu 'iskotester.

'iskotester ini memiliki tiga bandul yang dimasukkan kedalam sample yang ukuran ketiga bandul tersebut

berbeda0beda, semakin besar bandul yang kita gunakan maka semakin besar kekentalan dan semakin

kecil bandul maka semakin kecil kekentalan suatu sample, pada praktikum ini kita hanya memakai

bandul JJ !sedang& dan bandul JJJ !besar&.*erputaran bandul harus benar0benar berputar dan tidak boleh

mengenai atau menyentuh dinding tabung karena hal ini sangat mempengaruhi hasil dan sangat

diharapkan ketelitian praktikan dalam membaca skala pengukuran viskotester, sesaat sebelum

melakukan percobaan selan(utnya, harus dipastikan bahwa alat0alat yang digunakan dalam keadaan

bersih alat dibersihkan dengan asam pencuci dan kemudian dikeringkan, ketiga larutan, yaitu aIuadest,

larutan sample atau sirup merah dan sirup hi(au yang akan ditentukan viskositas atau kekentalannya

dimasukkan kedalam alat viscometer ostwalt. Dari ketiga bahan tersebut, tiap bahan memiliki

masing0masing nilai viskositas yang berbeda. Sebelumnya telah di(elaskan bahwa viskositas merupakan

sebuah ukuran penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan shear, atau sifat

kekentalan yang disebabkan karena gesekan oleh satu bagian pada zat cair terhadap bagian

lainnya.'iskositas fluida menun(ukkan bagaimana gerakan zat padat di dalam fluida tersebut, semakin

besar viskositasnya maka semakin susah suatu zat padat bergerak di dalamnya. Dari hasil praktikum

yang telah dilakukan diketahui sebuah benda dimasukkan ke dalam masing0masing cairan atau larutanyaitu kecap manis, minyak goreng, dan susu kental manis dimana (umlah setiap bahan memiliki nilai

yang sama. Dari data yang didapat tersebut kita dapat mengetahui bahwa kekentalan dari tiap zat

berbeda.

*erbedaan kekentalan tiap bahan ditun(ukan dengan data yang diperoleh yaitu pada bahan

pertama yang di u(i oleh kelompok J dan kelompok JJ yaitu dengan bahan kecap manis kekentalan yang

diperoleh sebesar


7/8

+. K%SIMPU,AN

Dari hasil praktikum yang telah kita lakukan, dapat diambil kesimpulan yaitu 9


8/8

&ATA' PUSTAKA

Atkins, *... #$$-. Kimia isika +ilid JJ disi J'. +akarta. rlangga.

3hang, aymond #$$%. Kimia Dasar Konsep0konsep Jnti. rlangga. +akarta.

Dogra. #$$-. Kimia isika dan Soal0Soal. alang.

D . ?oung, 6ugh. #$$1. isika @niversitas. rlangga. +akarta.8inting, 4(urmin. #$

Pengukuran viskositas

Documents

Transcript of Pengukuran viskositas