ALAT UKUR

HYDROMETER BATTERY

Definisi hidrometer adalah alat untuk mengukur berat jenis zat cair. Hidrometer merupakan sebuah alat ukur besaran turunan yang menjadi salah astu aplikasi dari Hukum Archimedes yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Sebuah benda dalam fluida (zat cair atau gas) mengalami gaya dari semua arah yang disebabkan oleh fluida di sekitarnya. Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas seberat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu.

Hidrometer ditemukan pertama kali oleh Antoine Baume. Antoine Baume adalah penemu berkebangsaan Perancis, lahir pada 26 Februari 1728 dan meninggal pada 15 October 1804.

Gambar 1.2 Antoine Baume

KONSTRUKSI DAN GAMBAR ALATNYAHidrometer 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.

Gambar Hydrometer

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.

JENIS-JENIS HYDROMETER

1. Hydrometer BatteryHydrometerHydrometer digunakan untuk menguji atau mengetahui kapasitasbaterai dengan cara mengukur kandungan asam elektrolitnya.Makin tinggiasam elektrolit,makin besar kapasitas baterainya. Selain itu, hydrometer juga dapat mengetahui berat jenis elektrolit baterai. Berat jenis adalahperbandingan antara berat satu satuan volume asam dengan berat satusatuan volume air. Air mempunyai berat jenis 1. Jika baterai diisi penuh denganair (berat jenis = 1), maka dapat kita ketahui bahwa baterai tidak terisi aruslistrik. Pada saat kandungan asam larutan elektrolit ditingkatkan, maka berat jenisnya meningkat dan baterai lebih banyak terisi muatan listrik.

2. Hidrometer aerometerAerometer yang mempunyai skala yang dapat langsung menunjukkan berat jenis zat cair disebut densimeter (tidak perlu dengan perhitungan) hidrometer yang tidak dipakai untuk menentukan berat jenis zat cair, tetapi untuk menentukan kadar larutan asam, susu, gula pasir. Hidrometer yang khusus digunakan untuk mengukur kadar larutan gula pasir disebut sakarimeter.

CARA KERJA / PRINSIP KERJA HYDRROMETER

Hidrometer merupakan salah satu dari aplikasi hukum Archimedes yang sering kita jumai dalam kehidupan sehari-hari. Jadi prinsip kerjanya menggunakan Hukum Archimedes, yang menyatakan bahwa benda yang tercelup ke dalam fluida mengalami gaya ke atas seberat fluida yang dipindahkan. Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis zat cair yang diukur, karena di dalam hidrometer terdapat zat cair yang massa jenisnya sudah diketahui dan tertuang dalam skala yang tertera pada hidrometer.

Hidrometer yang digunakan untuk mengukur kadar suatu zat itu prinsipnya sama dengan hidrometer biasa, tapi skala berat jenis telah dikonversikan langsung menjadi skala kadar zat. Jadi hidrometer tersebut adalah hidrometer yang khusus digunakan untuk zat tertentu. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan 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 air menjadi lebih jelas.

Pada elemen ini bekerja gaya-gaya:

Gayaberat : W

Gaya-gaya oleh bagian fluida yang bersifat menekan permukaan s, yaitu gaya Fa.

Kedua gaya tersebut saling meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang, maka gaya ke atas = gaya ke bawah. Artinya resultan seluruh gaya pada permukaan s berarah ke atas dan besarnya sama dengan berat elemen fluida dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen. Dalam prinsip Archimedes dinyaatakan bahwa suatu benda yang seluruhnya atau sebagian tercelup dalam satu fluida maka benda tersebut akan mendapat gaya apung ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Secara matematis hukum Archimedes diformulasikan:

Fa = Ρf. g. Vbf

dengan

Vbf: volume benda yang tercelup dalam fluida, m3.

ρ f : massa jenis fluida, kg/m3

g: percepatan gravitasi, m/s2

Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas dan zat cair.

Jika benda tercelup semua maka Vbf = volume benda.

Pada benda yang dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan

keadaan, yaitu terapung, melayang dan tenggelam. Ketiga kemungkinan keadaan

tersebut terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa

jenis fluida.

a. Apabila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida ( ρb< ρ f )

maka benda terapung.

b. Benda berada dalam keadaan melayang apabila massa jenis benda sama

dengan massa jenis fluida (ρ f = ρb ).

c. Benda dalam keadaan tenggelam apabila massa jenis benda lebih besar

dari massa jenis fluida ρ b rata rata> ρ f.

CARA PENGGUNAAN HYDROMETER BATTERY

1) Menyiapkan hidrometer dan zat cair yang akan di ukur massa jenisnya

2) Pastikan hidrometer bersih dan telah terkalibrasi

3) Lepas sumbat baterai dan tempatkan dalam wadah agar tidak

tercecer.

4) Tekan/remas bola karet

5) Masukan pipa pengambil ke dalam sel baterai.

6) Lepas penekanan balon karet dengan perlahan-lahan hingga elektrolit masuk tersedot

kedalam tabung kaca.

7) Angkat sedikit hidrometer (tabung pengambil tidak boleh keluar dari lubang

selbaterai)

8) Usahakan posisi hidrometer tegak lurus.

9) Berat jenis elektrolit baterai sama dengan angka pada skala pelampung yang rata

dengan permukaan elektrolitnya.Cacatan pentingUntuk membaca hidrometer,

posisikan mata anda sejajar dengan permukaan larutandidalam tabung kaca (untuk

menghindari kesalahan paralaks)Pada kaca apung terdapat angka-angka kalibrasi dan

anda dapat membaca secaraakurat besar berat jenis elektrolit baterai.Setiap sel baterai

harus diperiksa kemudian berat jenis sel-sel dibandingkan.Misalkan 5dari 6 sel telah

terisi dan sel ke 6 tidak terisi, maka hal ini menunjukan adanyakemungkinan

kerusakan pada sel nomor 6 tersebut.perbedaan maksimum berat jenisantar sel adalah

0,20.Larutan elektrolit harus jernih,elektrolit yang terkotori atau tidak jernih

menunjukanbahwa materi pelapis plat telah larut dan bercampur dengan elektrolit.Hal

ini akanmengurangi kemampuan baterai dalam menyimpan muatan.Berat jenis

bervariasi dan bergantung pada temperatur elektrolit.Koreksitemperatur harus

dilakukan.

RANGE

Berat jenis juga dipengaruhi oleh suhu, sehingga rumus ini digunakan untuk

menentukan hubungannya:

S20 = St + 0,007 (t – 20)

Dimana:

S20 = berat jenis koreksi

St = berat jenis terukur

t = suhu saat pengukuran

Contoh:

Tentukan berat jenis baterai bila hasil pengukuran pada temperatur 0ºC, menunjukkan

berat jenis 1,260.

S 20 ºC= St + 0,0007 x (t - 20)

= 1,260 + 0,0007 x ( 0 – 20)

= 1,260 – 0,0014

= 1,246

Tindakan yang harus dilakukan terkait hasil pengukuran elektrolit

adalah sebagai berikut: