32

Mekanika

Fluida

Viskositas

Viskositas Zat Cair

Prinsip Dasar

Suatu fluida yang bergerak akan mengalami gesekan internal yang disebut sebagai viskositas. Hal ini terjadi baik dalam gas maupun cairan yang terjadi karena perbedaan lapisan fluida saat bergerak relatif satu sama lain. Pada cairan disebabkan karena gaya kohesi antar molekul sedangkan pada gas terjadi karena tumbukan antar molekul. Bila fluida tidak memiliki viskositas, maka fluida akan mengalir melalui pipa tanpa diberi gaya. Karena viskositas, perbedaan tekanan di ujung pipa diperlukan

untuk menjaga aliran fluida konstan, seperti contohnya aliran air atau minyak dalam pipa atau aliran darah dalam sistem sirkulasi manusia. Laju aliran fluida dalam pipa kapiler bergantung pada viskositas fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi dari tabung. Untuk aliran zat cair dalam pipa kapiler berlaku rumus Poiseuille :

[m3/s] (1)

dengan Q volume cairan yang mengalir perdetik

[m3/s], ∆p beda tekanan antara ujung-ujung pipa

[N/m2], η viskositas zat cair [Nm/s], R jari-jari dalam

penampang pipa kapiler [m], L panjang pipa kapiler [m]. Agar rumus Poiseuille berlaku, letak pipa kapiler harus horisontal dan Persamaan (1) dapat disederhanakan :

[Nm/s] (2)

dengan h tinggi permukaan air dalam bejana terhadap

pipa kapiler [m], g percepatan gravitasi bumi [m/s2], ρ

kerapatan zat cair [cm3/g]. Grafik antara Q dan h pada

persamaan (2) merupakan garis lurus dengan koefisien arah m:

(3)

MM 07

Tujuan Percobaan

� Menghitung viskositas zat cair menggunakan pipa kapiler

33

Gbr. 1 Susunan peralatan mengukur viskositas cairan

Prosedur Percobaan

1. Susunlah alat-alat yang digunakan seperti terlihat pada Gbr. 1 !

2. Alirkan air melalui pipa kapiler. Ukur volume air yang tertampung selama 2 menit ! (perhatikan : tinggi air dijaga konstan)

3. Ulangi langkah 2 untuk berbagai kedudukan tinggi pipa kapiler (h) minimum 8 posisi, pipa kapiler tidak boleh miring, gunakan waterpass untuk mengatur pipa kapiler !

4. Catat suhu air pada awal dan akhir percobaan! 5. Ukurlah diameter pipa kapiler menggunakan

alat yang disediakan (mikrometer optik)!

Pengolahan Data dan Evaluasi 1. Buat grafik debit cairan terhadap ketinggian

pipa (Q vs h), cari gradien garis dan hitung vskositas air serta kesalahnya !

2. Hitung koefisien arah m, bandingkan dengan gradien grafik Q terhadap h !

3. Buat analisis dan beri kesimpulan percobaan ini !

Peralatan

1 Bejana cairan

1 Pipa kapiler

1 Gelas ukur

1 Mistar

1 Stopwatch

Mikrometer optik

Gayung

Waterpass