Lap Viskositas

5/13/2018 Lap Viskositas - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/lap-viskositas 1/28

ABSTRAK

Untuk menentukan viskositas suatu zat cair dapat dilakukan dengan beberapa

macam metode. Didalam praktikum ini pengujian viskositas dilakukan dengan metode

viskositas bola jatuh.

Metode viskositas bola jatuh diameter bola diukur terlebih dahulu. Setelah itu

setlah dua garis sebagai batas atas (misal 10 cm dari permukaan) dan batas bawah

(misal 60 cm dari batas atas) dimana pada area tersebut bola diperkirakan memiliki

percepatan konstan. Lalu jatuhkan bola dan ukurlah waktu laju turunnya bola ketika

bola sejajar batas atas. Setelah semua data terkumpul maka viskositas cairan dapatdihitung dengan menggunakan rumus yang ada.

ABSTRACT

To determine the viscosity of a liquid substance can be done with several

kinds of methods. In this lab testing done by the method of viscosity of the ball fall

The ball fell to the method of viscosity calculated diameter of the ball first.

After that the two lines as the upper limit (eg 10 cm from the surface) and the lower

limit (eg 60 cm from the upper limit) in the area where the ball is estimated to have a

constant acceleration. Then drop the ball and measure the time rate of decline in the

ball when the ball parallel to the upper limit. After all the data collected then the

viscosity of the liquid can be calculated using the existing formula.



DAFTAR ISI

Cover……………………………………………………………………………….…

Halaman Judul…………………………………………………………………….….

Abstrak………………………………………………………………………………..I

Daftar Isi……………………………………………………………………………..II

Daftar Tabel…………………………………………………………………………III

Daftar Gambar………………………………………………………………………IVDaftar Grafik…………………………………………………………………………V

BAB I Pendahuluan……………………………………………………………..1

BAB II Dasar Teori………………………………………………………………2

BAB III Cara Kerja dan Peralatan………………………………………………...4

BAB IV Analisa Data dan Pembahasan…………………………………………..5

BAB V Kesimpulan……………….………………………………………….…11

Daftar Pustaka

Laporan Sementara



DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 5

Tabel 4.2 5

Tabel 4.3 5

Tabel 4.4 6

Tabel 4.5 6

Tabel 4.6 6

Tabel 4.7 Regresi h fungsi t2

(bola kecil) 7Tabel 4.8 Regresi h fungsi t2 (bola besar) 8

DAFTAR GAMBAR



Gambar 2.1 Bola Jatuh Bebas 2

Gambar 2.2 Bandul Matematis 3

Gambar 2.3 Bandul Fisis 3

Gambar 3.1 Susunan Peralatan Percobaan 4



DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Grafik h = f (t2) bola kecil 9

Grafik 4.2 Grafik h = f (t2) bola besar 9



BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Setiap zat cair memiliki sifat yang berbeda, salah satunya adalah viskositas zat

cair (nilai kekentalan). Sifat ini dimiliki oleh semua zat cair. Perbedaan viskositas

yang dimiliki oleh setiap zat cair mempengaruhi gerakan benda yang melalui zat cair

tersebut, makin besar viskositas makin kecil kecepatan benda yang melaluinya.

1.2 Tujuan percobaan

Didalam melakukan percobaan ini kita bertujuan untuk menentukan harga

kekentalan (viskositas) zat cair dengan dua metode yaitu :

a. viskositas Ostwald

b. viskositas bola jatuh

1.3 Permasalahan

Berdasarkan dasar teori yang telah diperoleh dan dipelajari serta data-data

hasil percobaan yang dilakukan maka dapat dihitung besarnya koefisien viskositas zat

cair dengan persamaan yang ada berdasarkan variabel-variabel yang telah diketahui

(h, r, v dan ρ) serta waktu (t) hasil pengukuran.

1.4 Sistematika laporan

Laporan ini terdiri dari lima bab secara garis besar dan berisi tentang

penentuan harga viskositas suatu zat cair, untuk lebih jelasnya maka susunan laporan

adalah sebagai berikut :

1. cover

2. halaman judul

3. abstrak

4. daftar isi

5. daftar tabel

6. daftar gambar

7. Bab I Pendahuluan

latar belakang, tujuan percobaan, permasalahan, dan sistematika

laporan

6. Bab II Teori Dasar

7. Bab III Cara kerja dan peralatan

8. Bab IV Analisa data dan pembahasan



analisa dan pembahasan

9. Bab V Kesimpulan

6. Daftar Pustaka

10. Laporan Sementara

BAB II

DASAR TEORI

Kita semua mengetahui bahwa oli mobil lebih kental daripada minyak kelapa.

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



dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam

fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida

terhadap yang lain. Didalam 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 didialamnya saling

menumbuk. Bagaimana 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 satuu

alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan suatu zat cair adalah viskosimeter.

Gb. II-A Gb. II-B

Zat cair yang akan diukur dimasukkan kedalam ruang antara dua silinder

kosentris, yaitu silinder A yang merupakan wadah dan silinder B. Silinder B dililiti

tali yang pada ujung lainnya di gantungi suatu beban. Jika dilepaskan, beban mula-

mula turun dipercepat, namun karena gesekan antara silinder dengan zat cair, tak lama

kemudian beban akan turun dengan kecepatan tetap. Makin kental zat cair dalam

silinder makin lambat pula kecepatan akhir beban. Dengan membandingkan kecepatan

akhir beban atau kecepatan sudut akhir dari silinder B, kita dapat menyatakan

viskositas zat cair tersebut secara kuantitatif. Adapun untuk mengukur viskositas ini

ada dua alat yang sederhana yaitu : viskositas Ostwald dan viskositas bola jatuh.

Apabila zat cair tidak kental maka koefesiennya = nol sedangkan pada zat cair

kental bagian yang menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan

dinding. Bagian yang menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang

menempel pada dinding dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat

cair antara kedua dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier

sampai V (ditunjukkan oleh anak panah pada gambar dibawah). Aliran ini disebut

aliran laminer.

Gb. II.1



Bagian zat cair yang yang bergerak pada dinding bawah dinyatakan oleh

segiempat ABCD sesaat kemudian pada waktu bergerak menjadi ABC’D’. Perubahan

ini berlangsung terus karrena bagian zat cair yang menempel pada dinding bawah

bergerak bersama dinding tersebut. Untuk mempertahankan gerak ini pada bagian

yang menempel dinding akan bekerja gaya F.

Jika aliran kental dan tidak terlalu cepat maka aliran tersebut bersifat laminer

dan disebut turbulen jika terjadi putaran/pusaran dengan kecepatan melebihi suatu

harga tertentu sehingga menjadi kompleks dan pusaran-pusaran itu dinamakan vortex.

η = h . r 4 . t . P ……………(1)

8 V . L

Persamaan diatas dinamakan persamaan stokes, merupakan salah satu rumus untuk

mengukur viskositas cairan dimana:

V = volume cairan

r = jari - jari tabung kapiler

t = waktu mengalir melalui tabung kapiler

P = tekanan

L = panjang aliran terhadap tekanan t

Untuk menentukan viskositas suatu cairan dengan persamaan diatas tidak

terlalu penting untuk mengukur semua kuantitas yang ada bila satu viskositas dari

beberapa cairan referensi yaitu air yang telah diketahui secara tepat. Berikut ini

beberapa macam profil aliran zat cair :

Gb. II.2

Dua cairan yang berbeda bila diukur waktu alirannya pada volume yang sama

dan melalui kapiler yang sama maka menurut persamaan pouseville, perbandingan

dari η dua caran yaitu :

η1 = π . P 1 . r 4 . t 1 . 8.V.L …………( 2 )η2 = 8.V.L.π . P2 . r 4. t2

Dari persamaan diatas dapat diketahui bahwa P1 dan P2 berbanding lurus

dengan massa jenis atau densitas kedua cairan (P1 dan P2), maka persamaan diatas

dapat ditulis sebagai :

η1 = P1 . t1 …………..( 3 )

η2 = P2 . t2



Viskositas Ostwald adalah cara yang paling baik untuk mengukur kuantitas t1

dan t2 ( gambar II.3)

Gb. II.3 Viskositas Ostwald

Suatu kuantitas tertentu zat cair yang dikenalkan dalam viskositas di sebuah

tabung termostat dan kemudian ditarik oleh sulfon kedalam bulb sampai cairan berada

di ketinggian tepat berada diatas permukaan ‘a’ kemudian dibiarkan turun sampai ‘b’.

Waktu a-b diukur, lalu η dihitung sesuai persamaan

pertama.

Persamaan pertama tidaklah sempurna dan dikoreksi dengan persamaan

berikut :

η = x . t - 0,12/t

dimana : x = konstanta yang tergantung pada volume cairan, jari-jari kapiler, panjang

pipa, gravitasi dan lain-lain

t = waktu yang terukur

Selain dengan metode viskositas Ostwald untuk menghitung ηdapat pula

menggunakan metode viskositas bola jatuh.

Pada viskositas bola jatuh caranya adalah pertama-tama kita masukkan

suatu cairan (yg akan diukur viskositasnya) kedalam sebuah tabung. Lalu sebuah bola

kecil (dengan massa jenis dan diameter diketahui) dijatuhkan diatas permukaan cairan

(Vo=nol). Gerakan bola mula-mula turun dipercepat sampai jarak tertentu setelah itu

gerakan bola menjadi beraturan. Selama pergerakan bola mengalami gaya gesek (Fr)

dan gaya apung (B). Mula-mula Fr = m.a kemudian F(y)=0 (y=konstan) sehingga

G=B+Fr (sesuai dengan gambar II.4)

Gb. II.4 Viskositas bola jatuh

Pada kecepatan konstan, gaya gesek bergantung pada η menurut dalil Stokes :

Fr = G . π . η . r . v

dimana :

Fr = gaya gesek



η = koefisien viskositas

r = jari-jari bola

v = kecepatan konstan

G = mg = 4/3 π r 3 δ ( ρ bola - ρ cair ) = G π η r v

Jadi menurut dalil stokes koefisien viskositas dihitung dengan rumus :

• Untuk bola kebawah : η = 2 g r 2 ( ρ bola - ρ cair )g . v

• Untuk bola keatas : η = 2 g r 2 ( ρ cair - ρ bola )g . v

Dari persamaan diatas dapat diturunkan persamaan apabila r bola dibanding r tabung

tidak terlalu kecil maka akan diberi ralat :

Fr = (1+1,36 r/B) dengan r = jari-jari tabung sebelah dalam

Sehingga persamaan diatas menjadi :

η = [N . ( ρ bola-ρ cair)] / ( F.v) dimana N = 2 r 2 g/9

BAB III

CARA KERJA DAN PERALATAN

3.1 Peralatan

1. viskometer Ostwald dengan perlengkapan 1 set

2. gelas ukur 2 buah

3. cairan yang akan ditera

4. pipet 1 buah

5. viskometer bola jatuh dengan perlengkapan 1 set

6. bola kaca dan besi

7. mikrometer 1 buah

8. stop watch 1 buah

3.2 Cara Kerja



A. Viskometer Ostwald

1. meletakkan viskometer ostwald dengan posisi vertikal terhadap meja

Gb. III.1 viskometer Ostwald

2. membersihkan tabung viskometer

3. menuangkan 3 ml alkohol yang telah ditera melalui mulut Q

4. memindahkan alkohol melalui kapiler R sampai batas titik T dengan bola

tensi O

5. setelah itu buka tutup udara sehingga permukaan alkohol turun sampai

titik S, catat waktu tempuh yang diperlukan alkohol turun dari titik T ke

S

6. lakukan langkah 4-5 sampai lima kali

7. Setelah selesai bersihkan tabung dan tutup dengan sumbat

B. Viskometer Bola Jatuh

Gb. III.2 Viskometer Bola Jatuh

1. ukurlah diameter bola (kaca dan besi) dengan mikrometer

2. tentukan batas atas (sekitar 10 cm dari permukaan zat cair)

3. tentukan batas bawah ( 60 dan 80 cm dari batas atas )

4. jatuhkan bola dari permukaan zat cair

5. ukurlah waktu turun bola mulai dari batas atas sampai batas bawah

6. ulangi untuk setiap bola dan tiap batas bawah langkah 4-6 sebanyak 5

kali



BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data

A. Viskositas Ostwald ( merah, x = 0,13 )

Tabel 4.1

No T-S (Cm) t (detik) t - t’ ( t - t’) 2

1234

5

2222

2

13,8714,3713,8013,78

13,53

00,5

0,07-0,09

-0,34

00,25

0,00490,0081

0,0116

t’ = 13,87 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,3786

Ralat Mutlak (∆t) = √ Σ ( t-t’ ) 2 = √ 0,3786 = 0,1n (n-1) 20

Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,1 .100% = 0,7 %

t’ 13,87

Keseksamaan (K) = 100% - 0,7% = 99,3%

Hasil Perhitungan : t’ = 13,87 + 0,1

B. Viskositas Bola Jatuh

Tabel 4.2

( Bola kaca d = 1,025 Cm ; ρ = 2,52 gr cm-3 ; P = 60 Cm ; Cairan Parafin)

No L (Cm) t (detik) t - t’ ( t - t’) 2

12345

6060606060

1,351,121,181,151,25

0,14-0,09-0,03-0,060,04

0,01960,00810,00090,00360,0016

t’ = 1,21 ; Σ ( t-t’ )2

= 0,0338


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,04 . 100% = 3,3%t’ 1,21

Keseksamaan (K) = 100% - 3,3% = 96,7%


Tabel 4.3

( bola kaca d = 1,025 Cm ; ρ = 2,52 gr cm-3 ; P = 80 Cm ; Cairan Parafin )




12

345

8080

808080

1,911,81

1,811,781,62

0,1240,024

0,024-0,006-0,166

0,0153760,000576

0,0005760,0000360,027560

t’ = 1,786 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,044


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,05 . 100% = 2,8%t’ 1,786

Keseksamaan (K) = 100% - 2,8% = 97,2%


Tabel 4.4

( Bola besi d = 0,76 Cm ; ρ = 7,80 gr cm-3 ; P = 60 Cm ; Cairan Parafin )


12345

6060606060

0,560,640,500,620,57

-0,020,06

-0,080,04

-0,01

0,00040,00360,00640,00160,0001

t’ = 0,58 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,012


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,02 . 100% = 3,5%t’ 0,58

Keseksamaan (K) = 100% - 3,5% = 96,5%


Tabel 4.5

( Bola besi d = 0,76 Cm ; ρ = 7,80 gr cm-3 ; P = 80 Cm ; Cairan Parafin )


12345

8080808080

0,810,710,900,690,66

0,06-0,040,15

-0,06-0,09

0,00360,00160,02250,00360,0081

t’ = 0,75 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,04


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,04 . 100% = 5,3%t’ 0,75

Keseksamaan (K) = 100% - 5,3% = 94,7%




Tabel 4.6

( Bola kaca d = 1,025 Cm ; ρ = 2,52 gr cm-3 ; P = 60 Cm ; Cairan SAE 40 )


12345

6060606060

2,692,592,752,792,71

-0,01-0,110,050,090,01

0,00010,01210,00250,00810,0001

t’ = 2,7 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,02

Ralat Mutlak (∆t) = √ Σ ( t-t’ ) 2 = √ 0,02 = 0,03

n (n-1) 20

Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,03 . 100% = 1,1%t’ 2,7

Keseksamaan (K) = 100% - 1,1% = 98,9%


Tabel 4.7



12345

8080808080

3,663,663,723,504,30

-0,11-0,11-0,05-0,270,53

0,01210,01210,00250,07290,2809

t’ = 3,77 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,38


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,1 . 100% = 3,7%t’ 3,77

Keseksamaan (K) = 100% - 3,7% = 96,3%


Tabel 4.8

( Bola besi d = 0,76 Cm ; ρ = 7,80 gr cm-3 ; P = 60 Cm ; Cairan SAE 40 )


12345

6060606060

0,790,970,941,001,10

-0,170,01

-0,020,040,14

0,02890,00010,00040,00160,0196

t’ = 0,96 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,05




Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,05 . 100% = 5,2%t’ 2,7

Keseksamaan (K) = 100% - 5,2% = 94,8%


Tabel 4.9



12345

8080808080

1,341,311,221,311,30

0,040,01

-0,080,01

0

0,00160,00010,00640,0001

0

t’ = 1,30 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0082


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,02 . 100% = 1,5%t’ 1,30

Keseksamaan (K) = 100% - 1,5% = 98,5%


Tabel 4.10



12345

6060606060

2,252,182,152,212,16

0,06-0,01-0,040,02

-0,03

0,00360,00010,00160,00040,0009

t’ = 2,19 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,066

Ralat Mutlak (∆t) = √ Σ ( t-t’ ) 2 = √0,0066 = 0,02n (n-1) 20

Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,02 . 100% = 0,9%t’ 2,19

Keseksamaan (K) = 100% - 0,9% = 99,1%Hasil Perhitungan : t’ = 2,19 + 0,02

Tabel 4.11





12

345

8080

808080

2,782,78

2,812,802,78

-0,01-0,01

0,020,01-0,01

0,00010,0001

0,00040,00010,0001

t’ = 2,79 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0008


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,006 . 100% = 0,2%t’ 2,79

Keseksamaan (K) = 100% - 0,2% = 99,8%


Tabel 4.12



12345

6060606060

1,061,101,041,160,94

00,04

-0,020,10

-0,12

00,00160,00040,01000,0144

t’ = 1,06 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0264


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,04 . 100% = 3,8%t’ 1,06

Keseksamaan (K) = 100% - 3,8% = 96,2%


Tabel 4.13



12345

8080808080

1,401,501,631,571,53

-0,13-0,030,100,04

0

0,01690,01690,01000,0016

0

t’ = 1,53 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0195


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,03 . 100% = 2,0%t’ 1,53

Keseksamaan (K) = 100% - 2,0% = 98,0%




Tabel 4.14

(Bola kaca d = 1,025 Cm; ρ = 2,52 gr cm-3; P = 60 Cm; Cairan Minyak Klapa)


12345

6060606060

1,281,471,251,281,28

-0,020,17

-0,05-0,02-0,02

0,00040,02890,00250,00040,0004

t’ = 1,30 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0362


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,04 . 100% = 3,08%t’ 1,30

Keseksamaan (K) = 100% - 3,08% = 96,92%


Tabel 4.15

(Bola kaca d = 1,025 Cm; ρ = 2,52 gr cm

-3

; P = 80 Cm; Cairan Minyak Klapa) No L (Cm) t (detik) t - t’ ( t - t’) 2

12345

8080808080

1,841,571,621,571,62

0,24-0,030,02

-0,030,02

0,05760,00090,00040,00090,0004

t’ = 1,60 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,06


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,05 . 100% = 3,1%t’ 1,60

Keseksamaan (K) = 100% - 3,1% = 96,9%


Tabel 4.16

(Bola besi d = 0,76 Cm; ρ = 7,80 gr cm-3; P = 60 Cm; Cairan Minyak Klapa)


12345

6060606060

0,590,720,470,500,40

0,050,18

-0,07-0,04-0,14

0,00250,03240,00490,00160,0196

t’ = 0,54 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,06




Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,06 . 100% = 11,1%t’ 0,54

Keseksamaan (K) = 100% - 11,1% = 88,9%


Tabel 4.17

(Bola besi d = 0,76 Cm; ρ = 7,80 gr cm-3; P = 80 Cm; Cairan Minyak Klapa)


12345

8080808080

0,720,620,600,690,70

0,05-0,05-0,070,020,03

0,00250,00250,00490,00040,0009

t’ = 0,67 ; Σ ( t-t’ )2 = 0,0112


Ralat Nisbi ( I ) = ∆t . 100 % = 0,02 . 100% = 3,0%t’ 0,67

Keseksamaan (K) = 100% - 3,0% = 97,0%


4.2 Pembahasan

A. Viskositas Ostwald

Dari tabel 4.1 ( Percobaan pipa kapiler ) dapat dihitung η alkohol sbb :

Diket : x = 0,13; t’ = 13,87 (detik); I = 0,7%

η = x . t’ - 0,12 / t’

= 0,13 . 13,87 - 0,12 / 13,87

= 1,8 poise

Hasil ini kemudian disempurnakan dengan menambahkan ralat :

∆t’ = I (ralat nisbi) . t’ = 0,7 . 13,87 = 9,7

∆η= (∆t’ . η) / t’ = (9,7 . 1,8) / 13,87 = 1,3

η alkohol = (1,8 + 1,3) poise

B. Viskositas Bola Jatuh

Tabel 4.2

Diket : I = 3,3% ; r = 0,512 cm ; ρ bola = 2,52 gr cm-3 ; t’ = 1,21 (detik) ;

ρ parafin = 0,85 gr cm-3 ; g = 1000 gr cm-2 ; S = 60 cm

Faktor Koreksi (F) : F = 1 + 1,36 r

= 1 + 1,36 . 0,512



= 1,7

Vm = S / t’ = 60 / 1,21 = 49,5 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,85) / ( 1,7 . 49,5 )

= 1,16 poise

∆Vm = I . Vm = 3,3 . 49,5 = 163,4

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 163,4 . 1,16 ) / 49,5 = 3,8

η parafin = ( η + ∆η) = ( 1,16 + 3,8 ) poise

Tabel 4.3




= 1 + 1,36 . 0,512

= 1,7

Vm = S / t’ = 80 / 1,786 = 44,79 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,85) / ( 1,7 . 44,79 )

= 1,28 poise∆Vm = I . Vm = 2,8 . 44,79 = 125,4

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 125,4 . 1,28 ) / 44,79 = 3,6


Tabel 4.4




= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 60 / 0,58 = 103,45 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (2,80-0,85) / ( 1,52 . 103,45 )

= 0,4 poise

∆Vm = I . Vm = 3,5 . 103,45 = 362,07

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 362,07 . 0,4 ) / 103,45 = 1,4


Tabel 4.5






= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 80 / 0,75 = 106,67 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (2,80-0,85) / ( 1,52 . 106,67 )

= 0,4 poise

∆Vm = I . Vm = 5,3 . 106,67 = 565,4

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 565,4 . 0,4 ) / 103,45 = 2,2


Tabel 4.6


ρ SAE 40 = 0,89 gr cm-3 ; g = 1000 gr cm-2 ; S = 60 cm


= 1 + 1,36 . 0,512 = 1,7

Vm = S / t’ = 60 / 2,7 = 22,2 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,89) / ( 1,7 . 22,2 )= 2,5 poise

∆Vm = I . Vm = 1,1 . 22,2 = 24,4

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 24,4 . 2,5 ) / 22,4 = 2,72

η SAE 40 = ( η + ∆η ) = ( 0,4 + 2,72 ) poise

Tabel 4.7




= 1 + 1,36 . 0,512

= 1,7

Vm = S / t’ = 80 / 3,77 = 21,2 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,89) / ( 1,7 . 21,2 )

= 2,6 poise

∆Vm = I . Vm = 3,7 . 22,2 = 82,1

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 82,1 . 2,6 ) / 21,2 = 10,07

η SAE 40 = ( η + ∆η ) = ( 2,6 + 10,07 ) poise

Tabel 4.8






= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 60 / 0,96 = 62,5 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,89) / ( 1,52 . 62,5 )

= 2,3 poise

∆Vm = I . Vm = 5,2 . 62,5 = 325

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 325 . 2,3 ) / 62,5 = 12

η SAE 40 = ( η + ∆η ) = ( 2,6 + 12 ) poise

Tabel 4.9


ρ SAE 40 = 0,89 gr cm-3 ; g = 1000 gr cm-2 ; S = 80 cm ;


= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52Vm = S / t’ = 80 / 1,30 = 61,5 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,89) / ( 1,52 . 61,5 )

= 2,4 poise

∆Vm = I . Vm = 1,5 . 61,5 = 92,3

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 92,3 . 2,4 ) / 61,5 = 3,6

η SAE 40 = ( η + ∆η ) = ( 2,4 + 3,6 ) poise

Tabel 4.10




= 1 + 1,36 . 0,512

= 1,7

Vm = S / t’ = 60 / 2,19 = 27,4 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,89) / ( 1,7 . 27,4 )

= 2,04 poise

∆Vm = I . Vm = 3,7 . 22,2 = 82,1

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 82,1 . 2,04 ) / 27,4 = 6,1

η SAE 30 = ( η + ∆η ) = ( 2,04 + 6,1 ) poise



Tabel 4.11




= 1 + 1,36 . 0,512

= 1,7

Vm = S / t’ = 80 / 2,79 = 28,7 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512 )2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,89) / ( 1,7 . 28,7 ) = 1,9 poise

∆Vm = I . Vm = 0,2 . 28,7 = 5,7

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 5,7 . 1,9 ) / 28,7 = 0,4

η SAE 30 = ( η + ∆η ) = ( 1,9 + 0,4 ) poise

Tabel 4.12




= 1 + 1,36 . 0,38= 1,52

Vm = S / t’ = 60 / 1,06 = 56,6 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,89) / ( 1,52 . 56,6 )

= 2,6 poise

∆Vm = I . Vm = 3,8 . 56,6 = 215,1

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 215,1 . 2,6 ) / 56,6 = 9,9

η SAE 30 = ( η + ∆η ) = ( 2,6 + 9,9 ) poise

Tabel 4.13




= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 80 / 1,53 = 52,3 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,89) / ( 1,52 . 52,3 )

= 2,8 poise

∆Vm = I . Vm = 2 . 52,3 = 104,6

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 104,6 . 2,8 ) / 52,3 = 5,6



η SAE 30 = ( η + ∆η ) = ( 2,8 + 5,6 ) poise

Tabel 4.14


ρ (m. kelapa) = 0,84 gr cm-3 ; g = 1000 gr cm-2 ; S = 60 cm ;


= 1 + 1,36 . 0,512 = 1,7

Vm = S / t’ = 60 / 1,3 = 46,2 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512)2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,84) / ( 1,7 . 46,2 )

= 1,3 poise

∆Vm = I . Vm = 3,08 . 46,2 = 142,3

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 142,3 . 1,3 ) / 46,2 = 4,004 ≈ 4

η (m. kelapa) = ( η + ∆η ) = ( 1,3 + 4 ) poise

Tabel 4.15



Faktor Koreksi (F) : F = 1 + 1,36 r = 1 + 1,36 . 0,512

= 1,7

Vm = S / t’ = 80 / 1,6 = 50 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,512)2 1000/9 = 58,25

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 58,25 (2,52-0,84) / ( 1,7 . 50 )

= 1,2 poise

∆Vm = I . Vm = 3,1 . 50 = 155

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 155 . 1,2 ) / 50 = 3,7

η (m. kelapa) = ( η + ∆η ) = ( 1,2 + 3,7 ) poise

Tabel 4.16




= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 60 / 0,54 = 111,1 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38)2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,84) / ( 1,52 . 111,1 )

= 1,3 poise

∆Vm = I . Vm = 11,1 . 111,1 = 1233,2



∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 1233,2 . 1,3 ) / 111,1 = 14,4


Tabel 4.17

Diket : I = 3% ; r = 0,38 cm ; ρ bola = 7,8 gr cm-3 ; t’ = 0,67 (detik) ;



= 1 + 1,36 . 0,38

= 1,52

Vm = S / t’ = 80 / 0,67 = 119,4 cm /det

µ = 2 r 2 g / 9 = 2 ( 0,38 )2 1000/9 = 32,08

η = µ ( ρ b - ρc ) / ( F . Vm ) = 32,08 (7,80-0,84) / ( 1,52 . 119,4 )

= 1,2 poise

∆Vm = I . Vm = 3 . 119,4 = 358,2

∆η= (∆Vm . η) / Vm = ( 358,2 . 1,2 ) / 119,4 = 3,6


Dari semua perhitungan diatas ternyata didapat bahwa setiap zat cair memiliki

derajat viskositas yang berbeda-beda. Perbedaan ini disebabkan oleh berbagai faktor

yaitu :

1. jenis pipa kapiler ( Ostwald ; harga konstantanya )

2. diameter bola, massa jenis bola dan cairan, gravitasi dan kecepatan aliran

zat cair thd bola ( Bola Jatuh ). Diameter bola akan berpengaruh

terhadap luas permukaan bola sehingga makin luas permukaan gaya

gesek yang bekerja makin besar. Massa jenis bola dan cairan

mempengaruhi gaya apung (B), sementara gravitasi dan kecepatan aliran

turun mempengaruhi gaya berat. Resultan ketiga gaya inilah yang

nantinya menjadi dasar penurunan persamaan viskositas sehingga faktor-

faktor diatas yang merupakan unsur ketiga gaya diatas berpengaruh pula

terhadap viskositas zat cair tersebut.

3. Suhu, dimana makin tingginya suhu cairan makin berkurang derajat

kekentalannya. Peningkatan suhu disebabkan karena adanya intensitas

gaya gesek antara bola dengan zat cair. Suhu (dalam persamaan bola

jatuh) tidak dicantumkan sebagai variabel. Hal ini bukan berarti suhu

tidak berpengaruh tapi karena ketika suhu berubah maka secara tidak

langsung akan mempengaruhi massa jenis zat cair. Sehingga kita cukup

memakai persamaan viskositas yang telah ada dengan terlebih dahulu

mengetahui massa jenis zat cair maupun bola pada suhu tersebut.



Kemudian untuk menyempurnakan hasil pengukuran maka diperlukan metode

ralat (mutlak dan nisbi). Yang bertujuan untuk menunjukkan dan

memperbaiki/memperkecil ketidaktelitian alat ukur, panca indera, dsb dari praktikan.

Nilai akhir perhitungan (dengan ralatnya) menunjukkan suatu daerah nilai (toleransi)

yang masih diakui sesuai tingkat keseksamaannya.

BAB V

KESIMPULAN



Dari semua hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa setiap cairan

memiliki derajat kekentalan yang berbeda-beda yang dinyatakan dalam viskositas

cairan.

Untuk dapat menghitung derajat kekentalan suatu zat cair ada beberapa

metode yang dapat dipakai yaitu metode “Ostwald” dan metode “bola jatuh”. Metode

“Ostwald” memakai tabung kapiler dan biasanya dipakai untuk menghitung zat cair

yang kurang kental (alkohol,dsb) sedang metode “bola jatuh” memakai sebuah tabung

dan bola dan biasanya dipakai untuk zat cair yang kental (SAE 40, minyak kelapa,

dsb).

Didalam metode “Ostwald” dimana kita menganggap sifat aliran zat cair inkompresible dan Newtonian, laminer dan steady, serta kecepatan aliran dekat

dengan dinding adalah nol maka dapat dihitung derajat kekentalannya dengan

persamaan (yang telah dikoreksi) :

η = x . t - 0,12 / t

dimana : x = konstanta yang tergantung pada jenis pipa kapiler yang dipakai

t = waktu (detik)

Kemudian untuk menghitung derajat kekentalan pada metode “Bola Jatuh” dapat

digunakan persamaan - persamaan sebagai berikut :

F = 1 + 1,36 r dimana : F = gaya gesek

r = jari - jari bola

Vm = S / t’ dimana : Vm = kecepatan terminal

S = jarak (Cm)

t’ = waktu rata-rata

η = µ ( ρ bola - ρ cair ) dengan µ = 2 r 2 g / 9F . Vm

Adapun derajat kekentalan yang terdapat dalam setiap cairan dipengaruhi oleh faktor -

faktor (selain semua variabel pada rumus) antara lain :

a. aliran zat ( laminer, datar, turbulen )

b. temperatur - temperatur naik viskositas turun, temperatur turun viskosiatas

naik

DAFTAR PUSTAKA

1. Sears & Zemansky, “ FISIKA UNTUK UNIVERSITAS I”, edisi ke-2

Penerbit Erlangga, Jakarta, 1994

2. Sutrisno, “SERI FISIKA DASAR”, edisi ke-5, penerbit ITB 1986



3. Dosen-dosen FMIPA ITS, “FISIKA DASAR I”, edisi 1997, penerbit Yayasan

Pembina Jurusan Fisika

4. Victor L . and Benjamin Wylie, “Fluid Mechanics”, edisi ke-7, penerbit McGraw-

Hill Kogakusha,ltd. Tokyo Japan, 1981

Lap Viskositas

Documents

Transcript of Lap Viskositas