LAPORAN
PRAKTIKUM FLUIDA
“SUHU dan VISKOSITAS”
Disusun oleh :
Mufidah Nurul Hidayah 12030654058
Faristya Putri Alifia Zahro 12030654059
Selly Nalafradiany Susandoro 12030654060
Erlina Putri Mayangsari
12030654201
Audhea Setya Pramesswari 12030654236
Pendidikan
Sains B 2012
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
NEGERI SURABAYA
2014
ABSTRAK
SUHU DAN
VISKOSITAS
Kami telah
melakukan percobaan Suhu
dan Viskositas pada hari Senin, 12 Mei 2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Tujuan dari
percobaan kami adalah menyelidiki apakah suhu fluida berpengaruh terhadap
viskositas fluida. Adapun metode yang kami gunakan adalah Pertama
menuangkan minyak goreng ke gelas kimia volume 400 ml. Memanaskan minyak goreng
menggunakan pemanas dan dudukannya sampai suhu 50ᵒ C kemudian
menuangkan minyak goreng ke gelas titrasi lalu memasukkan kelereng ke dalam
gelas titrasi sampai dasar dan menghitung waktunya menggunakan stopwatch.
Setelah menghitung waktu kemudian kecepatan dengan rumus v =s/t , kemudian menghitung viskositasnya.
Kemudian mencatat hasil yang diperoleh. Yang terakhir mengulangi langkah dari
awal dengan suhu 30o, 35o, 40o, dan 45o
C. Berdasarkan hasil
percobaan menghitung viskositas yang kami lakukan dengan manipulasi suhu minyak goreng (fluida) berturut-turut 30oC, 35oC,
40oC, 45oC dan 50oC, didapatkan kecepatan kelereng saat dialirkan
dalam fluida hingga mencapai dasar gelas titrasi adalah berturut-turut sebesar
2,623 x 10-1 m/s, 2,732 x 10-1 m/s, 3,086 x 10-1m/s, 3,205 x 10-1m/s, dan 3,623 x 10-1m/s.
Kemudian dilakukan
perhitungan dengan rumus η = 2r2 g/9 v . (ρb- ρf), didapatkan nilai viskositas berturut-turut sebesar 2,181 x 10-1 Pa S saat suhu 300C, 2,101 x 10-1
Pa S saat suhu 35oC, 1,862 x 10-1Pa S saat suhu 40oC, 1,783 x 10-1Pa S saat
suhu 45oC,
dan 1,576 x 10-1Pa S saat suhu 50oC. Hasil percobaan tersebut sudah
sesuai dengan teori bahwa, semakin tinggi suhu minyak goreng, maka kecepatan
kelereng juga semakin tinggi, dan nilai viskositasnya semakin kecil, atau suhu
berbanding terbalik dengan nilai viskositas.
Kata kunci: Minyak goreng, viskositas, suhu
Kata kunci: Minyak goreng, viskositas, suhu
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Kekentalan
adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara
molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut.
Gesekan-gesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat
cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan
suatu zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan
bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan
viskositas.
Viskositas
adalah gesekan interval, gaya viskos melawan gerakan sebagai fluida relatif
terhadap yang lain. Viscositas adalah alasan diperlukannya usaha untuk
mendayung perahu melalui air yang tenang, tetapi juga merupakan suatu alasan
mengapa dayung bisa bekerja. Efek viskos merupakan hasil yang penting dalam
pipa aliran darah. Pelumasan bagian dalam mesin fluida viskos cenderung melekat
pada permukaan zat yang bersentuhan dengannya.
Diantara
salah satu sifat zat cair adalah kental (viskos) dimana zat cair memiliki
kekentalan yang berbeda-beda materinya, misalnya kekentalan minyak goreng
dengan kekentalan oli. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia
otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan
tiap-tiap mesin membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda.
Suatu
zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan
kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara
permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita
memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah batu tersebut
mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar
zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan
hingga mencapai gerak lurus beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa
adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola
berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya
tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin
berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut
kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan
(viskositas). Akibaat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan
terjadinya perubahan yang cukup drastic terhadap kecepatan batu. Aliran viskos,
dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh viskositas pada aliran adaalh kecil,
dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental
(invicid) atau seringkali ideal dan diambil sebesar nol. Tetapi jika istilah
aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan. Untuk
benda homoogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu,
tenggelam, melayang, dan terapung. Oleh kaarena itu percobaan ini dilakukan
agar praktikan dapat mengukur viskositas berbagai jenis zat cair. Karena
semakin besar nilai viskositas dari larutan maka tingkat kekentalan larutan
tersebut semakin besar pula.
B.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, dapat diambil suatu rumusan masalah sebagai berikut "Bagaimanakah pengaruh
suhu terhadap viskositas fluida?"
C.
Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah "Untuk menyelidiki
pengaruh suhu fluida terhadap viskositas fluida itu"
D.
Hipotesis
Semakin tinggi suhu,
makan viskositas akan semakin rendah
BAB
II
DASAR
TEORI
Viskositas (kekentalan) dapat diartikan
sebagai suatu gesekan di dalam cairan zat cair. Kekentalan itulah maka
diperlukan gaya untuk menggerakkan suatu permukaan untuk melampaui suatu
permukaan lainnya, jika diantaranya ada larutan baik cairan maupun gas
mempunyai kekentalan air lebih besar daripada gas, sehingga zat cair dikatakan
lebih kental daripada gas. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu
fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak
di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas
Viskositas zat cair dapat ditentukan
secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas. Satuan SI
untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal
sekon (Pa s). Ketika berbicara viskositas, anda berbicara tentang fluida
sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien
viskositas.
Menurut George
Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes dengan
koefisien viskositasnya η dengan konstanta k = 6πr. Sehingga gaya gesek (gaya stokes) dapat dirumuskan sebagai:
Jika sebuah benda berbentuk bola
jatuh bebas dalam suatu fluida kental, kecepatannya akan bertambah karena
pengaruh gravitasi bumi sehingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap.
Kecepatan terbesar yang tetap tersebut dinamakan kecepatan terminal.
Pada saat kecepatan terminal tercapai, berlaku keadaan:
Dengan :
v =
kecepatan terminal (m/s)
η =
koefisien viskositas fluida (Pa s)
r =
jari-jari bola (m)
g =
percepatan gravitasi (m/s2)
ρb
= massa jenis bola (kg/m3)
ρf
= massa jenis fluida (kg/m3)
Viskositas suatu cairan murni merupakan
indeks hambatan air cairan atau larutan.
Viskositas dapat diukur dengan menggunakan tabung Cannon Fenske, yaitu dengan
menghitung waktu alir zat cair di dalam tabung Cannon Fenske. Cara ini juga
untuk menghitung jari-jari molekul. Caranya yaitu setelah didapatkan waktu alir
zat cair maka akan didapatkan viskositas dari zat cair tersebut. Selanjutnya
akan didapat slope (A), akhirnya akan didapatkan jari-jari (r) dengan
menggunakan persamaa:
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas:
1. Suhu
Viskositas berbanding terbalik
dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya.
Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin
cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.
2. Konsentrasi larutan
Viskositas berbanding lurus
dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan
memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan
banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak
partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya
semakin tinggi pula.
3. Berat molekul solute
Viskositas berbanding lurus
dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan
menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan
viskositas.
4. Tekanan
Semakin tinggi tekanan maka
semakin besar viskositas suatu cairan.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A.
Rancangan Percobaan
B.
Alat dan Bahan
1.
Alat
a.
Gelas
titrasi 1 buah
b.
Gelas
kimia 500 ml 1
buah
c.
Pemanas
dan dudukannya 1 buah
d.
Mistas 1
buah
e.
Termometer 1 buah
f.
Stopwatch
1
buah
g.
Gotri/kelereng 1 buah
2.
Bahan
a.
Minyak
goreng 500ml
C. Alur
D. Variabel
1.
Variabel manipulasi :
suhu
2.
Variabel kontrol :
jumlah gotri/kelereng, kedalaman (banyaknya minyak)
3.
Variabel respon :
viskositas, kecepatan
E. Langkah Kerja Pertama- tama menuangkan minyak goreng ke gelas kimia volume 400ml. Memanaskan minyak goreng menggunakan pemanas dan dudukannya sampai suhu 50ᵒ C kemudian menuangkan minyak goreng ke gelas titrasi lalu memasukkan kelereng ke dalam gelas titrasi sampai dasar dan menghitung waktunya menggunakan stopwatch. Setelah menghitung waktu kemudian kecepatan dengan rumus v = s/t, kemudian menghitung viskositasnya. Mencatat hasil yang diperoleh. Mengulangi langkah dari awal dengan suhu 30ᵒ, 35ᵒ, 40ᵒ,dan 45ᵒ C.
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
DATA DAN ANALISIS
A. Data
No
|
Suhu (ᵒC)
|
Waktu
(t±0,01)S
|
Kecepatan
(cm/s)
|
1
|
30
|
1,90
|
26,23
|
2
|
35
|
1,83
|
27,32
|
3
|
40
|
1,62
|
30,86
|
4
|
45
|
1,56
|
32,05
|
5
|
50
|
1,38
|
36,23
|
Diameter
kelereng (d) = 1,15 cm = 1,15 x 10-2
m
Massa kelereng
(m) = 2 gram = 0,2 x 10-2
kg
Jarak = 50 cm = 0,5 m
B. Analisis
Dengan menggunakan rumus:
η = 2r2 g/9 v . (ρb-
ρf)
Keterangan:
η = koefisien viskositas
r = jari-jari bola (m)
g = percepatan gravitasi (kg/m3)
v = kecepatan benda (m/s)
Didapatkan hasil perhitungan
koefisien viskositas sebagai berikut:
No
|
Suhu (ᵒC)
|
Kecepatan
(m/s)
|
Viskositas (η) Pa S
|
1
|
30
|
2,623 x 10-1
|
2,181 x 10-1
|
2
|
35
|
2,732
x 10-1
|
2,101 x 10-1
|
3
|
40
|
3,086
x 10-1
|
1,862 x 10-1
|
4
|
45
|
3,205
x 10-1
|
1,783 x 10-1
|
5
|
50
|
3,623
x 10-1
|
1,576 x 10-1
|
Pada
saat suhu minyak goreng (fluida) 35oC, kecepatan kelereng yang
dijatuhkan sebesar 2,732 x 10-1 m/s.Kemudian dilakukan perhitungan
nilai viskositasnya nilai viskositas sebesar 2,101 x 10-1
Pa S.
Pada
saat suhu minyak goreng (fluida) 40oC, kecepatan kelereng yang
dijatuhkan sebesar 3,086 x 10-1m/s.Kemudian dilakukan perhitungan
nilai viskositasnya nilai viskositas sebesar 1,862 x 10-1Pa
S.
Pada
saat suhu minyak goreng (fluida) 45oC, kecepatan kelereng yang dijatuhkan
sebesar 3,205 x 10-1m/s. Kemudian dilakukan perhitungan nilai viskositasnya
nilai viskositas sebesar 1,783 x 10-1Pa S.
Pada
saat suhu minyak goreng (fluida) 50oC, kecepatan kelereng yang
dijatuhkan sebesar 3,623 x 10-1m/s. Kemudian dilakukan perhitungan
nilai viskositasnya nilai viskositas sebesar 1,576 x 10-1Pa
S.
C. Garafik
BAB V
PEMBAHASAN
Viskositas merupakan ukuran kekentalan
fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida.
Semakin besar viskositas
(kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir, dan juga
menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Dengan
kata lain kecepatan gerak benda pada fluida tersebut juga semakin kecil. Salah satu faktor yang mempengaruhi viskositas adalah suhu. Viskositas
berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan
begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel
cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya. Untuk
mengetahui pengaruh suhu terhadap viskositas suatu fluida, dapat dilakukan
dengan cara menghitung kecepatan sebuah bola kelereng yang dialirkan di dalam
minyak goreng dengan suhu yang berbeda-beda. Hal itu dapat
dilakukan dengan
membagi jarak yang ditempuh kelereng hingga sampa pada dasar gelas titrasi
(panjang gelas titrasi) dengan waktu yang dibutuhkan kelereng saat melewati
fluida sampai dasar gelas titrasi. Kemudian menghitungnya dengan rumus η = 2r2 g/9 v . (ρb- ρf), dengan jari-jari kelereng sebesar 1,15 x 10-2 m, ρ kelereng (ρb) = 2521 kg/m dan ρ minyak goreng
(ρf) = 920 kg/m3.
Dari hasil percobaan menghitung viskositas yang kami
lakukan dengan manipulasi suhu minyak goreng (fluida)
berturut-turut 30oC, 35oC, 40oC, 45oC
dan 50oC , didapatkan
kecepatan kelereng saat dialirkan dalam fluida hingga mencapai dasar gelas
titrasi adalah berturut-turut sebesar 2,623 x 10-1 m/s, 2,732 x 10-1
m/s, 3,086 x 10-1m/s,
3,205 x 10-1m/s, dan 3,623 x 10-1m/s . Kemudian
dilakukan perhitungan dengan rumus η = 2r2 g/9 v . (ρb- ρf), didapatkan nilai
viskositas berturut-turut sebesar 2,181 x 10-1
Pa S saat suhu 300C, 2,101 x 10-1 Pa S saat suhu 35oC, 1,862 x 10-1Pa S saat suhu 40oC, 1,783 x 10-1Pa S saat suhu 45oC, dan 1,576 x 10-1Pa S saat suhu 50oC. Hasil percobaan tersebut sudah sesuai dengan teori bahwa, semakin
tinggi suhu minyak goreng, maka kecepatan kelereng juga semakin tinggi, dan
nilai viskositasnya semakin kecil, atau suhu berbanding terbalik dengan nilai
viskositas.
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari
percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa semakin tinggi suhu minyak goreng, maka kecepatan kelereng juga semakin
tinggi, dan nilai viskositasnya semakin kecil, atau suhu berbanding terbalik
dengan nilai viskositas. Hal ini membuktikan viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka
viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Viskositas atau
kekentalan dapat diartikan sebagai suatu gesekan di dalam cairan zat cair. Semakin besar viskositas
(kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir, dan juga
menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.
Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang
semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.
DAFTAR PUSTAKA
Fisika
Asyik, dunia. 2012. http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/.
Diakses pada 17 Mei 2014
Audina,
Ervia. 2011. http://erviaudina.wordpress.com/2011/02/28/viskositas/.
Diakses pada 17 Mei 2014
Hedihastriawan.
2012. http://hedihastriawan.wordpress.com/kimia-fisika/viskositas/.
Diakses pada 17 Mei 2014
LAMPIRAN