Teori dasar tentang Viskositas

“Viskositas adalah ukuran tahanan yang diberikan oleh suatu fluida terhadap gaya

geser terapan.” (Robert A. Alberty, 1984: 144). Secara sederhana dapat didefiniskan

sebagai gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Semakin

tinggi interaksi dan ikatan antar molekul fluida, semakin tinggi tahanan yang

diberikan oleh suatu fluida ke tekanan geser yang diterapkan pada fluida tersebut,

karenanya, viskositas fluida akan semakin tinggi. tekanan geser adalah gaya geser

dibagi dengan luas. Tekanan geser berbanding lurus dengan dengan laju regangan

geser (atau gradien velocity).

Dimana :

τ = Tekanan geser

dV/dY = Laju regangan geser

µ = Viskositas

Perbedaan antara viskositas cairan dengan viskositas gas adalah sebagai berikut :

Jenis Perbedaan Viskositas Cairan Viskositas Gas

Gaya gesek Lebih besar untuk mengalir

Lebih kecil disbanding viskositas

cairan

Koefisien viskositas Lebih besar Lebih kecil

Temperatur

Temperatur naik,viskositas

turun Temperatur naik,viskositas naik

Tekanan Tekanan naik,viskositas naik Tidak tergantung tekanan

Beberapa metoda yang dapat digunakan untuk menentukan viskositas liquid :

1. Viskometer kapiler / Ostwald

Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan

bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi

melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan

dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui

(biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut.

2. Viskometer Hoppler

Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi

keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip

kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung

gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan

fungsi dari harga resiprok sampel.

3. Viskometer Cup dan Bob

Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob dan

dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan

viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang

tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan

konsentrasi. Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat yang

ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat.

4. Viskometer Cone dan Plate

Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian

dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan

bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan yang

diam dan kemudian kerucut yang berputar.

5. Viskositas Hukum Stokes

Sir George Stoke meneliti pengaruh fluida kental tergadap benda yang bergerak di

dalamnya. Ia menggunakan percobaan bola jatuh dalam fluida. Ia menemukan

bahwa apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida kental,

maka gerakan benda akan dihambat oleh gaya gesek antara permukaan benda

dengan fluida. Hal ini disebabkan oleh sifat kekentalan (viskositas) fluida

tersebut. Koefisien kekentalan suatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan

menggunakan percobaaan bola jatuh tersebut.

Besarnya Gaya gesek yang dialami benda yang berbentuk bola dan bergerak

dalam fluida dirumuskan sebagai berikut :

Fs = 6 π η r v

Fs = gaya hambatan (N) η = koefisien viskositas (kg m-1 s-1) r  = jari-jari

bola (m) v = laju relatif benda terhadap fluida.