Penentuan Tegangan Permukaan Cairan dengan Metode Kapiler

Tegangan Permukaan air tanpa detergen, dengan air yang diberi detergen sangat berbeda.Apa yang membuat orang mencuci memakai detergen? Kenapa tidak dengan air saja? Apa kelebihannya? Bagaimana percobaan praktikum untuk membuktikannya? Temukan jawabannya pada percobaan berikut ini.

A. Tujuan

   Menentukan tegangan permukaan cairan dengan metode kapiler     Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan    Mengetahui konsep tegangan permukaan dalam tegangan permukaan cairan

B. Teori Dasar

Tegangan permukaan adalah gaya perentang yang diperlukan untuk membentuk selaput yang

diperoleh dengan membagi suku energi permukaan dengan panjang suku Rn selaput dalam

kesetimbangan. Tegangan permukaan ini terjadi akibat perbedaan tarik menarik timbal-balik

antara molekul-molekul zat cair dekat permukaan dan molekul-molekul yang terletak agak lebih

jauh dari permukaan dalam zat cair yang sama.

Tegangan permukaan didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan dalam memperluas

permukaan cairan dengan satu satuan luas. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada

permukaan  suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan

daya kohesi. Tegangan permukaan juga merupakan sifat fisik yang berhubungan dengan gaya

antar molekul dalam cairan dan didefinisikan sebagai hambatan peningkatan luas permukaan

cairan.

Tegangan permukaan (γ) suatu cairan dapat didefinisikan sebagai banyaknya kerja yang

dibutuhkan untukmemperluas permukaan cairan  sebanyak satuan luas pada satuan CGS.  Bila

kapiler dicelupkan ke dalam cairan maka akan menimbulkan aksi kapiler, apakah naik atau turun

tinggi cairan dalam kapiler. Untuk mengatasi kesalahan pengukuran jari-jari kapiler maka

dilakukan metode membandingkan aksi kapiler suatu cairan terhadap suatu cairan pembanding

yang telah diketahui tegangan permukaan pada alat yang sama, denga menggunakan persamaan

sebagai berikut :

Prosedur pencucian merupakan proses penurunan tegangan permukaan cairan. Sehingga

dapat melarutkan kotoran dan lemak yang melekat pada pakaian. Detergen atau sabun cuci yang

paling baik daya cucinya yang paling menurunkan tegangan permukaannya. Tegangan

permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga

permukaannya tampak seperti selaput tipis. 

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengatur tegangan permukaan. Cara yang

paling sederhana dan mudah adalah dengan menggunakan metode kapiler. Pada metode ini,

sebuah tabung kapiler yang bersih dengan jari-jari r dimasukkan kedalam cairan yang akan

diukur tegangan permukaannya. Permukaan cairan akan naik sampai gaya gravitasi sama dengan

gaya keatas yang disebabkan tegangan permukaan.

Molekul-molekul pada permukaan cairan mempunyai sifat-sifat khusus yang tidak dimiliki

oleh sebagian besar molekul-molekul dalam cairan. Salah satu sifat khusus ini adalah tegangan

permukaan. Tegangan permukaan disebabkan molekul-molekul pada permukaan cairan

mempunyai sifat-sifat khusus. Molekul pada permukaan cairan ini mengalami gaya resultan yang

mengarah ke dalam cairan. Sebaliknya molekul-molekul di dalam cairan, tidak mengalami gaya

resultan tersebut, karena molekul didalam cairan akan mengalami gaya yang sama kesegala arah.

C.      Alat dan Bahan

Alat yang digunakan :

Gelas piala 250 ml, berfungsi sebagai tempat mereaksikan bahan kimia secara tidak teliti

Labu semprot, berfungsi sebagai tempat aquades

Batang pengaduk, berfungsi untuk membantu menghomogenkan larutan

Kaca arloji, berfungsi sebagai tempat wadah menimbang bahan kimia padatan

Piknometer, berfungsi untuk mendapatkan densitas suatu larutan

Neraca analitik, berfungsi untuk menimbang bahan secara teliti

Termometer, berfungsi sebagai alat pengukur suhu

Bahan yang digunakan :

Aquades, berfungsi sebagai pelarut

Detergen, berfungsi sebagai sampel

D. Prosedur Kerja 

E. Hasil Percobaan  Massa Piknometer kosong = 15,9845 gram

 

Data cairan pembanding ( Aquades )T = 30 0 C 

 

 

 

F. Pembahasan

Tegangan permukaan sampel lebih rendah daripada tegangan permukaan pembanding (aquades), hal ini wajar karena fungsi pelarutan deterjen dalam aquades yaitu untuk menurunkan teganagan permukaannya karena di dalam deterjen terdapat suatu zat yaitu surfaktan. Surfaktan merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan. Karena cenderung unutk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka, surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Surfaktan memiliki dua permukaan yang dapat mengikat air pada salah satu permukaannya dan lemak pada permukaan yang lain. Dari hasil pengukuran tegangan permukaan yang telah dilaksanakan dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi suatu larutan maka semakin tinggi juga densitas larutan tersebut tetapi semakin rendah tegangan permukaannya. Hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasi suatu larutan maka akan semakin kental larutan tersebut sehingga semakin sulit terjadinya proses kapilaritas (kenaikan larutan) pada pipa kapiler.  

G. Kesimpulan

Semakin tinggi konsentrasi larutan detergen maka busanya juga semakin banyak.  Semakin tinggi konsentrasi larutan maka ketinggian didalam pipa kapilernya semakin

rendah.  Fungsi dari pelarutan deterjen yaitu untuk menurunkan tegangan permukaan dari air

sehingga dapat menghilangkan noda dan minyak pada pakaian.  Nilai tegangan permukaan dari hasil analisa :

0,02% 0,06% 0,1%

Sampel 1 (dyne/cm) 59,82 50,64 46,09

Sampel 2 (dyne/cm) 50,59 46,04 42,75

TEGANGAN PERMUKAAN (TEGANGAN ANTAR MUKA)     Tegangan permukaan adalah gaya persatuan panjang yang harus dikerjakan sejajar permukaan untuk mengimbangi gaya tarikan kedalam pada cairan. Hal tersebut terjadi karena pada permukaan, gaya adhesi (antara cairan dan udara) lebih kecil dari pada gaya khohesi antara molekul cairan sehingga menyebabkan terjadinya gaya kedalam pada permukaan cairan.

    Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang yang terdapat pada antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari pada tegangan permukaan karena gaya adhesi antara dua cairan tidak bercampur lebih besar dari pada adhesi antara cairan dan udara.

Pengukuran tegangan permukaan atau tegangan antar muka :

· Metode kenaikan kapiler

Tegangan permukaan diukur dengan melihat ketinggian air/cairan yang naik melalui suatu kapiler. Metode kenaikan kapiler hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan permukaan tidak bisa untuk mengukur tegangan antar muka.

· Metode tersiometer Du-Nouy

Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

   Pada percobaan tegangan permukaan atau antar muka ini metode yang digunakan yakni tensiometer Du-Nouy dimana Metode cincin Du-Nouy bisa digunakan untuk mengukur tegangan permukaan ataupun tegangan antar muka. Untuk penentuan tegangan permukaan saja dapat menggunakan metode kenaikan kapiler. Sedangkan Prinsip dari alat ini adalah gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina iridium yang dicelupkan pada permukaan sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antar muka dari cairan tersebut.

   Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu dan zat terlarut. Dimana keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada permukaan cairan berbentuk lapisan monomolecular yang disebut dengan molekul surfaktan.

Manfaat Fenomena antar muka dalam farmasi:

1. Dalam mempengaruhi penyerapan obat pada bahan pembantu padat pada sediaan obat

2. penetrasi molekul melalui membrane biologis

3. pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel tidak larut dalam media cair untuk membentuk sediaan suspensi

Persamaan Tegangan Permukaan

    Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari konsep tegangan permukaan secara kualitatif (tidak ada persamaan matematis). Kali ini kita tinjau tegangan permukaan secara kuantitatif. Untuk membantu kita menurunkan persamaan tegangan permukaan, kita tinjau sebuah kawat yang dibengkokkan membentuk huruf U. Sebuah kawat lain yang berbentuk lurus dikaitkan pada kedua kaki kawat U, di mana kawat lurus tersebut bisa digerakkan.

   Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut. Mirip seperti ketika dirimu bermain gelembung sabun. Karena kawat lurus bisa digerakkan dan massanya tidak terlalu besar, maka lapisan air sabun akan memberikan gaya tegangan permukaan pada kawat lurus sehingga kawat lurus bergerak ke atas (perhatikan arah panah). Untuk mempertahankan kawat lurus tidak bergerak (kawat berada dalam kesetimbangan), maka diperlukan gaya total yang arahnya ke bawah, di mana besarnya gaya total adalah F = w + T. Dalam kesetimbangan, F = gaya tegangan permukaan yang dikerjakan oleh lapisan air sabun pada kawat lurus.

Misalkan panjang kawat lurus adalah l. Karena lapisan air sabun yang menyentuh kawat lurus memiliki dua permukaan, maka gaya tegangan permukaan yang ditimbulkan oleh lapisan air sabun bekerja sepanjang 2l. Tegangan permukaan pada lapisan sabun merupakan perbandingan antara Gaya Tegangan Permukaan (F) dengan panjang permukaan di mana gaya bekerja (d). Untuk kasus ini, panjang permukaan adalah 2l. Secara matematis, ditulis :

Karena tegangan permukaan merupakan perbandingan antara Gaya tegangan permukaan dengan Satuan panjang, maka satuan tegangan permukaan adalah Newton per meter (N/m) atau dyne per centimeter (dyn/cm).

1 dyn/cm = 10-3 N/m = 1 mN/m

Pengertian Viskositas: Apa itu Viskositas?

Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida yang menunjukkan besar kecilnya gesekan internal fluida. Viskositas fluida berhubungan dengan gaya gesek antarlapisan fluida ketika satu lapisan bergerak melewati lapisan yang lain. Pada zat cair, viskositas disebabkan terutama oleh gaya kohesi antar molekul, sedangkan pada gas, viskositas muncul karena tumbukan antarmolekul. Setiap fluida memiliki besar viskositas yang berbeda yang dinyatakan dengan Ƞ. Viskositas dapat dengan mudah dipahami dengan meninjau satu lapisan tipis fluida yang ditempatkan di antara dua lempeng logam yang rata. Satu lempeng bergerak (lempeng atas) dan lempeng yang lain diam (lempeng bawah). Fluida yang bersentuhan dengan lempeng ditahan oleh gaya adhesi antara molekul fluida dan molekul lempeng. Dengan demikian, lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng yang bergerak akan ikut bergerak, sedangkan lapisan fluida yang bersentuhan dengan lempeng diam akan tetap diam.

Pengertian ViskositasLapisan fluida yang bergerak mempunyai kelajuan sama dengan kelajuan lempeng yang

bergerak, yaitu sebesar v. lapisan fluida yang diam akan menahan lapisan fluida di atasnya karena adanya gaya kohesi. Lapisan yang ditahan itu menahan lapisan di atasnya lagi dan seterusnya sehingga kelajuan setiap lapisan fluida bervariasi dari nol sampai v. Untuk menggerakkan lempeng diperlukan gaya. Untuk membuktikannya, dapat dicoba dengan menggerakan sebuah potongan kaca di atas tumpahan sirup. Semakin kental fluida, semakin besar gaya yang diperlukan untuk mendorong.

Gejala viskositas juga dapat diamati ketika menjatuhkan sebutir kelereng ke dalam gelas kaca yang berisi minyak goreng, maka kelereng tersebut akan mengalami perlambatan dalam geraknya. Ini terlihat ketika kelereng jatuh lebih lambat saat berada di dalam minyak goreng dibandingkan saat masih di udara (sebelum masuk minyak goreng). Perlambatan yang terjadi itu karena adanya gesekan di dalam fluida. Ketika kelereng dijatuhkan ke dalam minyak goreng, kelereng mengalami kecepatan yang suatu saat paling besar dan tetap untuk selang waktu tertentu. Kecepatan itu disebut kecepatan batas. Saat kelereng di dalam minyak goreng, kelereng mengalami tiga gaya, yaitu gaya berat, gaya ke atas fluida, dan gaya gesekan fluida.

Viskositas banyak digunakan dalam dunia teknik, terutama dalam sistem pelumasan. Minyak pelumas mesin mencantumkan spesifikasi yang menyatakan ukuran kekentalan pelumas dalam kemasan tersebut.

Viskositas 

Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah “Ketebalan” atau “pergesekan internal”. Oleh karena itu, air yang “tipis”, memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang “tebal”, memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut. Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.

Aplikasi dalam Fluida statis

Dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, mesin penggerak hidrolik dan rem hidrolik pada mobil.

a. Dongkrak Hidrolik

Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah penerapan dari hukum Paskal yang berbunyi tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Tekanan yang kita berikan pada pengisap yang penampangnya kecil diteruskan oleh minyak (zat cair) melalui pipa menuju ke pengisap yang penampangnya besar. Pada pengisap besar dihasilkan gaya angkat yang mampu menggangkat beban.

b. Pompa Hidrolik Ban Sepeda

Prinsip dari pompa ini juga menerapkan hukum Paskal, pada pompa hidrolik ini kita memberi gaya yang kecil pada pengisap kecil sehingga pada pengisap besar akan dihasilkan gaya yang cukup besar, dengan demikian pekerjaan memompa akan menjadi lebih ringan, bahkan dapat dilakukan oleh seorang anak kecil sekalipun.

c. Mesin Hidrolik

Hydraulic machinery adalah mesin dan alat-alat yang menggunakan daya fluida untuk melakukan kerja. Alat berat adalah contoh umum. Dalam jenis mesin, cairan tekanan tinggi – disebut hidrolik fluida – ditransmisikan seluruh mesin ke berbagai hidrolik motor dan silinder hidrolik. Fluida dikontrol secara langsung atau secara otomatis oleh katup kontrol dan didistribusikan melalui slang dan tabung. Popularitas mesin hidrolik adalah karena jumlah yang sangat besar kekuasaan yang dapat ditransfer melalui tabung kecil dan selang fleksibel, dan kekuatan tinggi kepadatan dan berbagai macam aktuator yang dapat memanfaatkan kekuatan ini. Mesin hidrolik dioperasikan dengan menggunakan hidrolik, di mana cairan adalah media

powering. Pneumatics, di sisi lain, didasarkan pada penggunaan gas sebagai medium untuk transmisi listrik, generasi dan kontrol. Filters Filter adalah bagian penting dari sistem hidrolik. Partikel logam terus-menerus dihasilkan oleh komponen mekanis dan perlu dihapus bersama dengan kontaminan lain. Tubes, Pipes and Hoses Tabung hidrolik presisi seamless pipa baja, khusus dibuat untuk hidrolika. Tabung memiliki ukuran standar untuk rentang tekanan yang berbeda, dengan diameter standar hingga 100 mm. Tabung disediakan oleh produsen dalam panjang 6 m, dibersihkan, diminyaki dan dipasang. Tabung yang saling berhubungan oleh berbagai jenis flensa (terutama untuk ukuran yang lebih besar dan tekanan), pengelasan kerucut / puting (dengan o-cincin meterai), beberapa jenis koneksi dan flare cut-cincin. Ukuran yang lebih besar, hidrolik pipa yang digunakan. Langsung bergabung dengan mengelas tabung tidak dapat diterima karena interior tidak dapat diperiksa.   Seals, fittings and connections Secara umum, katup, silinder dan pompa memiliki bos threaded perempuan untuk sambungan fluida. Basic calculations Daya Mesin hidrolik didefinisikan sebagai Arus x Tekanan. Kekuatan hidrolik yang diberikan oleh sebuah pompa: P dalam [bar] dan Q dalam [menyalakan / min] => (P x Q) ÷ 600 [kW]. Ex. Pompa memberikan 180 [menyalakan / menit] dan P sama dengan 250 [bar] => Pompa daya output = (180 x 250) ÷ 600 = 75 [kW].

d. Rem Piringan Hidrolik

Ide tekanan zat cair diteruskan melalui zat cair juga digunakan pada mobil untuk sistem pengereman. Setiap rem mobil dihubungkan oleh pipa-pipa menuju ke master silinder. Pipa-pipa penghubung dan master silinder diisi penuh dengan minyak rem. Ketika kita menekan pedal rem, master silinder tertekan. Tekanannya diteruskan oleh minyak rem ke setiap silinder rem. Gaya tekan pada silinder rem menekan sepasang sepatu rem sehingga menjepit piringan logam. Akibat jepitan ini, timbul gesekan pada piringan yang melawan arah gerak piringan hingga akhirnya dapat menghentikan putan roda. Sepasang sepatu dapat menjepit piringan dengan gaya yang besar karena sepasang sepatu tersebut dihubungkan ke pedal rem melalui sistem hidrolik. Disini kita menekan silinder yang luas pengisapnya lebih kecil daripada luas pengisap rem, sehingga pada rem dihasilkan gaya yang lebih besar. Jika luas pengisap rem dua kali luas pengisap master, maka dihasilkan gaya rem yang dua kali lebih besar dari gaya tekan kaki pada pedal rem. Gesekan sepasang sepatu terhadap piringan menimbulkan panas. Oleh karena permukaan piringan sangat luas jika dibandingkan terhadap luas sepasang sepatu, maka panas yang timbul pada piringan segera dipindahkan ke udara sekitarnya. Ini mengakibatkan suhu sepasang sepatu rem hampir tetap (tidak panas).

1. Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Nilai massa jenis zat dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki tiga bagian. Pada alat ini diterapkan hukum Archimedes. Agar tabung kaca terapung tegak didalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan ke hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar

pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

2. Kapal Laut

Badan kapal yang terbuat dari besi dibuat berongga. Hal ini menyebabkan volum air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya keatas sebanding dengan volum air yang dipindahkan, sehingga gaya keatas menjadi sangat besar. Gaya keatas ini mampu mengatasi berat total kapal, sehingga kapal laut mengapung di permukaan laut.   Kapal laut di desain di pabrik dengan kapasitas muatan maksimum tertentu sedemikian rupa sehingga kapal laut tetap mengapung dengan permukaan air masih jauh dari bagian geladak. Gambar diatas menunjukan bagian kapal laut yang terbenam dalam air laut untuk kapal yang sama tetapi berbeda muatan. Gambar kiri untuk berat kapal kosong (tidak bermuatan) dan kapal kanan untuk yang bermuatan. Tampak bahwa untuk berat kapal yang bertambah karena muatan harus diimbangi oleh gaya keatas yang harus bertambah besar oleh karena itu, kapal lebih terbenam di dalam air laut agar volum air yang digantikan oleh kapal itu bertambah.

3. Kapal Selam

Penerapan hukum Archimedes juga dilakukan pada prinsip kapal selam. Dimana sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat, yang terletak diantara lambung sebelah dalam dan lambung sebelah luar. Tangki ini dapat diisi dengan udara atau air. Untuk dapat membuat kapal selam terbenam kedalam air laut, beratnya harus ditambah sehingga lebih besar daripada gaya keatas . Hal ini dilakukan dengan membuka katup- katup yang memungkinkan air laut masuk kedalam tangki pemberat. Sewaktu air laut masuk melalui katup-katup yang terletak di bagian bawah tangki pemberat, air laut tersebut mendorong udara dalam tangki keluar melalui katup-katup yang terletak di bagian atas. Air laut jauh lebih berat daripada udara, sehingga berat total kapalselam menjadi lebih besar dan membuat kapal selam terbenam. Jika kapal selam dikehendaki menyelam pada kedalaman tertentu, maka awak kapal harus mengatur volum air laut dalam tangki pemberat sedemikian sehingga berat total sama dengan gaya keatas. Pada saat tersebut kapal selam melayang pada kedalaman tertentu dibawah permukaan laut.     Untuk membuat kapal selam mengapung kembali, udara dipompakan ke dalam tangki pemberat. Udara ini menekan air laut sehingga air laut keluar melalui katup-katup bagian bawah. Udara jauh lebih ringan daripada air laut sehingga berat total kapal selam menjadi lebih ringan dan kapal selam mengapung kembali.

Satuan Kekentalan

Satuan kekentalan menurut SI adalah Poiseuille disingkat dengan P1. Hubungan P1 dengan satuan lain adalah sebagai berikut :

1 P I = 10 poise = N.Sec = Pa.S

m 2

1 poise (P) = dyne detik = Massa (Kg)

cm2 Panjang (m) x Waktu2 (S2)

· Laju Endapan dan Gaya Apung (Buoyansi)

Apabila ada dua buah benda yang memiliki massa yang sama dimasukkan ke dalam tabung yang berisi dua jenis cairan, maka waktu yang dibutuhkan oleh kedua benda tersebut untuk mencapai dasar tabung akan berbeda. Hal ini disebabkan oleh massa jenis kedua cairan yang berbeda.

Gaya jatuh =

Dimana: r = massa jenis benda (kg/m3)

r = jari-jari benda (m)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Benda yang jatuh dalam zat cair akan mendapat gaya keatas yang besarnya:

Gaya keatas =

Dimana: r0 = massa jenis zat cair (kg/m3)

Menurut Stokes sebuah benda yang yang jatuh dalam zat cair akan mendapat gaya hambatan yang besarnya:

Dimana: v = kecepatan jatuh benda (m/s)

r = jari-jari benda (m)

h = viskositas (poise)

Sehingga besarnya gaya hambatan adalah sama dengan selisih antara gaya jatuh dengan gaya ke atas

Ghambatan = G - Gatas

Maka didapat besarnya laju endapan dalam sebuah zat cair adalah:

Penentuan kecepatan sedimentasi ini sangat penting oleh karena pada beberapa penyakit seperti rheumatic, rheumatic fever, rheumatic heart disease dan gout sangat dipengaruhi kecepatan mengendap sel darah merah.

Sel darah merah cenderung berkumpul/bergerombol bersama yang mengakibatkan jari-jari efektif meningkat sehingga pada waktu pengetesan kecepatan sedimentasi akan tampak meningkat.

Menentukan kecepatan sedimentasi ini di klinik atau di rumah-rumah sakit dikenal dengan nama BBS (= Bloed Bezinking Snellheid), BSR (= Basal Sedimentasi Rate), LED (Laju Endapan Darah) atau KPD ( Kecepatan Pengendapan Darah).

· Aliran Laminer dan Turbulensi

Biasanya aliran darah di dalam tubuh mengalir secara laminer tetapi ada beberapa tempat dimana darah mengalir secara turbulensi seperti di valvula jantung (katup jantung).

Secara teoritis, aliran laminer bisa diubah menjadi aliran turbulensi apabila tabung/pembuluh secara berangsur-angsur diciutkan jari-jarinya dan kecepatan aliran secara bertahap ditingkatkan sehingga mencapai kecepatan kritis (Vc).

Menurut Osborne Reynold kecepatan kritis (Vc) berbanding lurus dengan viskositas (h) dan berbanding terbalik dengan massa jenis zat cair (r) dan jari-jari tabung /pembuluh (r).

Dimana: K = konstanta Reynolds

1.000 untuk air, 2.000 untuk darah

Aplikasi dalam kedokteran : untuk memperoleh informasi tentang keadaan jantung dengan menggunakan sphygmomanometer (alat pengukur tekanan darah) dimana kita menggunakan

pressure cuff untuk membuat aliran darah menjadi turbulensi yang akan menghasilkan fibrasi sehingga bunyi jantung dapat didengar dengan menggunakan stetoskop

· Bunyi Jantung

Suara jantung dapat didengar melalui stetoskop oleh karena ada vibrasi pada jantung dan pembuluh darah besar. Biasanya buka tutupnya valvula/katub jantung akan terdengar suara, demikian pula dapat didengar aliran turbulensi pada saat-saat tertentu. Pada saat mula-mula terjadi kontraksi jantung dan valvula membuka saat itu pula tekanan ventrikel dan tekanan aorta meningkat, bersamaan dengan itu terdengar bunyi suara jantung pertama dan saat tertutupnya valvula aorta terdengar bunyi jantung kedua.

· Tekanan Darah

Dalam mempelajari sirkulasi/aliran darah, kita bertolak dari hukum Poiseuille tentang hubungan antara tekanan, kekuatan aliran dan tahanan (tahanan Poiseuille) yang berlaku dalam susunan pembuluh darah.

Jumlah darah pada orang dewasa 4,5 liter. Setiap kontraksi jantung akan memompa 80 ml darah setiap satu menit dan sel darah merah telah beredar komplit satu siklus dalam tubuh

Pada setiap saat 80% darah berada dalam sirkulasi sistemik 20% dalam sistem sirkulasi paru-paru. Darah dalam sirkulasi sistemik ini ± 20% berada di arteri, 10% dalam kapiler dan 70% di dalam vena. Pada sirkulasi paru-paru 7% berada di dalam kapiler paru-paru sedangkan 93% berada antara arteri paru-paru dan pembuluh vena paru-paru.