Sudut KontakSalah satu sifat unik dari zat cair ialah partikelnya dapat bergerak dan berpindah ke segala arah

dengan cukup bebas. Dikatakan cukup bebas karena partikel tidak mutlak dapat berpindah dan

bergerak kemana saja dengan mudah. Partikel zat cair cukup susah untuk meninggalkan zat cair itu

sendiri. Partikel zat cair punya gaya tarik menarik. Gaya itulah yang menyebabkan partikel-partikel

tersebut dapat bergerak bebas tetapi tidak bercerai berai seperti halnya partikel gas. Gaya tarik-

menarik antar partikel zat yang sejenis disebut kohesi. Sedangkan gaya tarik menarik antar partikel

yang berbeda disebut adhesi. Adhesi dan kohesi inilah yang berperan penting dalam pembentukan

permukaan zat cair. Mari simak 2 kasus berikut

1. Ketika sobat memasukkan air ke dalam tabung kaca, permukaan air di dalam tabung akan melengkung ke atas pada bagian yang menempel di dinding kaca. Pada kasus ini gaya kohesi lebih kecil dari gaya adhesi. Kelengkungan permukaan zat cair dalam tabung disebut meniskus. Dan kelengkungan permukaan air yang sobat masukkan ke dalam tabung kaca disebut meniskus cekung (bentuknya lengkung ke dalam).Jika pada kelengkungan air ke atas ditarik garis lurus, maka garis ini akan membentuk sudut teta terhadap dinding vertikal. Sudut inilah yang dinamakan sudut kontak. Sudut kontak air merupakan sudut lancip (θ < 90o).

2. Sobat masukkan air raksa ke dalam gelas kaca maka perukaan raksa dalam tabung akan melengkung ke bawah pada bagian yang menempel di dinding kaca. Peristiwa ini menunjukkan gaya kohesi lebih besar dari gaya adhesi. Permukaan air raksa pada tabung dinamakan meniskus cembung. Karena gaya kohesi lebih besar maka air raksa tidak akan membasahi permukaan dinding tabung kaca.

Jika pada kelengkungan permukaan air raksa ditarik garis lurus maka garis ini akan membentuk

sudut θ terhadap dinding vertikaL. Sudut tersebut disebut sudut kontak raksa dengan dinding kaca

dengan besar 90o < θ < 180o.

Berikut ini nilai sudut kontak dari beberapa pasang bahan

Bahan Sudut Kontak

Air dengan Kaca 0o

Raksa dengan Kaca 140o

Air dengan Parafin 107o

Kerosin dengan Kaca 26o

 Gaya adhesi dan kohesi selain mempengaruhi pembentukan permukaan zat cair juga menyebabkan

fenomena menarik yang disebut dengan kapilaritas. Apa itu kapailaritas? simak uraian berikut.

KapilaritasApa yang dimaksud dengan kapilaritas? Jika sobat punya sebuah pipa ukuran besar atau bejana

ukuran besar yang terbuka yang kemudian diisi dengan zat cair tertentu, lalu ada sebuah pipa kecil

yang sobat taruh di tengahnya maka tinggi permukaan zat cair tersebut tidak sama dengan tinggi zat

cair yang ada di luar pipa. Bila zat cair tersebut adalah air, maka permukaan dalam pipa kecil akan

lebih tinggi dari permukaan di luar pipa (meniskus cekung). Jika yang soba masukan dalam pipa

tersebut adalah raksa maka permukaan raksa akan lebih rendah dari permukaan raksa di luar tabung

(meniskus cembung). Jadi dapat didefinisikan kapilaritas adalah peristiwa naik turunnya permukaan

zat cair dalam pipa sempit (sering disebut pipa kapiler). Peristiwa ini selain disebut kapilaritas sering

juga disebut gejala kapiler. Kenaikan dan penurunan permukaan zat cair dalam pipa kapiler ini

dipengaruhi oleh gaya adhesi dan kohesi sertategangan permukaan. Kenaikan dan penurunan

permukaan zat cair dalam pipa kapiler dapat dihitung dengan rumus

Dengan

h = kenaikan/penurunan permukaan zat cair dalam pipa

γ = tegangan permukaan

θ = sudut kontak

ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

r = jari-jari pipa kapiler

Yuk simak contoh soal kapilaritas berikut

Sebuah pipa kapiler yang berameter 0,6 mm dimasukkan secara tegak lurus ke dalam sebuah bejana

yang berisi air raksa (ρ = 13.600 kg/m3). Sudut kontak raksa dengan dinding pipa adalah 140o. Bila

tegangan permukaan raksa adalah 0,06 N/m, maka berapa penurunan raksa dalam pipa kapiler

tersebut? ( g = 9,8 m/s2) .

Pembahasan

diketahui

d = 0,6 mm = 6 x 10-4 m

r = 3 x 10-4 m

γ = 0,06 N/m

ρ (raksa) = 13.600 kg/m3

g = 9,8 m/s2

θ = 140o

ditanyakan penurunan permukaan raksa di pipa kapiler (h)

jawab

h = 2. γ. cos θ / ρ.g.r

h = 2. 0,06. cos 140o / 13.600.9,8.3 x 10-4

h = -0,092/ 39,384

h = -0,0023 mm