viskositas - iva

LABORATORIUM

KIMIA FISIKA

Percobaan : VISKOSITAS Kelompok : IV A

Nama : 1. Mokhammad Faridl Robitoh NRP. 2313 030 087 2. Muhammad Muhyiddin Salim NRP. 2313 030 053 3. Calvin Rostanto NRP. 2313 030 063 4. Danissa Hanum Ardhyni NRP. 2313 030 033 5. Rahmani Amalia NRP. 2313 030 041

Tanggal Percobaan : 11 Nopember 2013

Tanggal Penyerahan : 18 Nopember 2013

Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah, S.T., M.T.

Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandri W.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

i

ABSTRAK

Tujuan dari percobaan viskositas ini adalah untuk menghitung harga koefisien viskositas dan densitas dari aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin dengan variabel suhu sebesar 30

0C, 40

0C, dan

500C menggunakan Viskometer Ostwald.

Prosedur yang digunakan untuk menentukan harga koefisien viskositas dari aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin adalah memasukkan aquadest ke dalam Viskometer Ostwald yang diletakkan

dalam waterbath dan mengondisikan cairan pada variabel suhu 30 C. Selanjutnya menyedot cairan

hingga melewati batas atas Viskometer Ostwald. Setelah itu biarkan cairan mengalir ke bawah hingga

tepat pada batas atas.Saat aquadest melewati batas atas viskometer, catat waktu yang diperlukan aquadest untuk mengalir dari batas atas ke batas bawah dengan menggunakan stopwatch.Mengulangi

percobaan tersebut dengan variabel suhu 40 0C, dan 50

0C kemudian mengganti aquadest dengan

variabel cairan yang lainnya, yaitu Coca Cola dan Tolak Angin. Selain menentukan harga koefisien viskositas, dalam percobaan ini juga dihitung nilai densitas dari sampel. Prosedur yang dilakukan

adalah mengondisikan aquadest pada suhu 30 C. Lalu menimbang massa piknometer kosong dengan

menggunakan timbangan elektrik. Memasukkan 5ml aquadest yang sebelumnya telah diukur dengan menggunakan gelas ukur ke dalam piknometer kosong. Setelah itu timbang massa total piknometer

dan aquadest dengan cara mencari selisih massa antara massa total dan massa piknometer kosong.

Setelah itu densitas aquadest dapat dihitung dengan cara membagi massa aquadest dengan volume

aquadest. Mengulangi langkah-langkah tersebut dengan variabel suhu 40 0C, dan 50

0C kemudian

mengganti aquadest dengan Coca Cola dan Tolak Angin.

Dari percobaan ini didapat harga viskositas dan densitas aquadest pada suhu 30C adalah

221,2019cp dan 0,9gr/ml, pada suhu 40 0C adalah 212,6116cp dan 0,9gr/ml, serta pada suhu 50

0C

adalah 197,5784cp dan 0,9 gr/ml. Untuk harga viskositas dan densitas Coca Cola pada suhu 30C

adalah 268,4489cp dan 0,9gr/ml, pada suhu 40 0C adalah 236,2350cp dan 0,9gr/ml,serta pada suhu

500C adalah 219,0543cp dan 0,9gr/ml. Sedangkan untuk harga viskositas dan densitas Tolak Angin

pada suhu 30C adalah 2712,4083cp dan 1,2gr/ml, pada suhu 40 0C adalah 2224,9050cp dan

1,1gr/ml, serta pada suhu 500C adalah 2111,0826cp dan 1,1gr/ml. Hubungan viskositas dengan

densitas adalah sebanding. Jika harga viskositas naik maka harga densitas pun akan naik, begitupun

sebaliknya. Sedangkan hubungan viskositas dengan suhu adalah berbanding terbalik, semakin tinggi suhu suatu zat cair, maka harga viskositas akan semakin kecil begitu pula sebaliknya. Untuk

hubungan antara densitas dengan suhu, semakin tinggi suhu suatu zat cair, maka harga densitas akan

semakin kecil, begitu pula sebaliknya. Dalam praktikum ini, urutan koefisien viskositas dan densitas dari yang terkecil sampai terbesar adalah aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin.

Kata Kunci : densitas, viskositas, aquadest, dan viskometer Ostwald

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ..................................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL........................................................................................................... iv

DAFTAR GRAFIK ......................................................................................................... v

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang.................................................................................................. I-1

I.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. I-2

I.3 Tujuan Percobaan ............................................................................................. I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori...................................................................................................... II -1

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan ........................................................................................ III -1

III.2 Bahan yang Digunakan .................................................................................. III -1

III.3 Alat yang Digunakan ...................................................................................... III -1

III.4 Prosedur Percobaan ........................................................................................ III -1

III.5 Diagram Alir Percobaan ................................................................................. III -3

III.6 Gambar Alat Percobaan .................................................................................. III -5

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan ............................................................................................. IV-1

IV.2 Pembahasan ................................................................................................... IV.2

BAB V KESIMPULAN .................................................................................................. V-1

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... vi

DAFTAR NOTASI ......................................................................................................... vii

APPENDIKS .................................................................................................................. viii

LAMPIRAN

Laporan Sementara

Fotokopi Literatur

Lembar Revisi

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Konsep Dua Fluida Sejajar ......................................................................... II -7

Gambar II.2 Viskometer Kapiler / Ostwald .................................................................... II -10

Gambar II.2 Viskometer Hoppler ................................................................................... II -11

Gambar II.2 Viskometer Cup dan Bob ........................................................................... II -12

Gambar II.2 Viskometer Cone dan Plate ........................................................................ II -13

Gambar II.2 Alat Ukur Massa Jenis ................................................................................ II -14

Gambar III.6 Gambar Alat Percobaan ............................................................................. III -5

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Pebedaan Viskositas Cairan dan Viskositas Gas ......................................... II -5

Tabel II.2 Tetapan Fisik Aquadest pada Temperatur Tertentu ..................................... II -19

Tabel IV.1.1 Hasil Percobaan Viskositas ......................................................................... IV -1

Tabel IV.1.2 Hasil Perhitungan Densitas Cairan .............................................................. IV -1

Tabel IV.1.3 Hasil Perhitungan Viskositas Cairan ........................................................... IV -2

v

DAFTAR GRAFIK

Grafik IV.2.1 Hubungan Antara Suhu dengan Densitas Aquadest ................................ IV -3

Grafik IV.2.2 Hubungan Antara Suhu dengan Densitas Coca Cola ............................... IV -3

Grafik IV.2.3 Hubungan Antara Suhu dengan Densitas Tolak Angin ........................... IV -4

Grafik IV.2.4 Hubungan Antara Suhu dengan Viskositas Aquadest .............................. IV -5

Grafik IV.2.5 Hubungan Antara Suhu dengan Viskositas Coca Cola ............................ IV -5

Grafik IV.2.6 Hubungan Antara Suhu dengan Viskositas Tolak Angin ......................... IV -6

Grafik IV.2.7 Hubungan Antara Viskositas dengan Densitas Aquadest ........................ IV -7

Grafik IV.2.8 Hubungan Antara Viskositas dengan Densitas Coca Cola ....................... IV -7

Grafik IV.2.9 Hubungan Antara Viskositas dengan Densitas Tolak Angin ................... IV -8

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam setiap fluida, gas atau cairan, masing masing memiliki suatu sifat yang

dikenal dengan sebutan viskositas. Viskositas atau kekentalan suatu zat cair adalah salah

satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya gesek. Viskositas

cairan akan menimbulkan gesekan dalam cairan fluida karena adanya interaksi antara

molekul-molekul cairan. Salah satu cara untuk menentukan viskositas cairan adalah

metode kapiler dari Poiseulle. Metode Ostwald merupakan suatu variasi dari metode

Poiseulle. Metode Viskositas Ostwald adalah salah satu cara untuk menentukan harga

kekentalan dimana prinsip kerjanya berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah

zat cair untuk dapat mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh

berat cairan itu sendiri.

Pada percobaan ini kita akan mempelajari tentang pengaruh suhu terhadap

viskositas cairan. Cairan yang digunakan dapat bermacam-macam, namun pada

percobaan ini cairan yang digunakan adalah Coca Cola dan Tolak Angin, sedangkan air

sebagai pembanding. Dengan melakukan percobaan ini kita akan mengetahui cairan mana

yang memiliki viskositas tertinggi maupun cairan yang memiliki viskositas terendah.

Aplikasi percobaan ini adalah sering dijumpai pada dalam pembuatan lateks

sebagai baham baku pembuatan karet. Lateks yang baik memiliki kekentalan yang lebih

besar daripada zat cair lainnya. Dengan mengetahui komposisi dari lateks tersebut,

penerapan viskositas sangat berpengaruh dalam menjaga kualitas produksi karet. Dalam

pembuatan lateks tingkat kekentalannya harus mendekati batas ketentuan mutu dan nilai uji

kemantapan yang dipercepat selama penyimpanan tinggi guna mengatasi kegagalan

pembuatan sehingga karet yang dihasilkan kuat dan memiliki elastisitas yang tepat.

I .2 Rumusan masalah

1. Bagaimana cara menghitung harga koefisien viskositas menggunakan metode Ostwald

dari aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin pada variabel suhu &&GDQ&

dengan menggunakan viskometer Ostwald?

2. Bagaimana cara menghitung nilai densitas dari aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin

pada variabel suhu sebesar 30oC, 40oC, dan 50oC?

IV-2

Bab I Pendahuluan

Laboratorium Kimia Fisika Program Studi D3 Teknik Kimia FTI -ITS

I.3 Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui harga koefisien viskositas menggunakan metode Ostwald dari

aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin pada variabel suhu sebesar 30oC, 40oC, dan

50oC dengan menggunakan viskometer Ostwald.

2. Untuk menghitung nilai densitas dari aquadest, Coca Cola, dan Tolak Angin pada

variabel suhu sebesar 30oC, 40oC, dan 50oC.

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

Fluida

Fluida adalah suatu zat yang bisa mengalami perubahan-perubahan bentuknya

secara continue/terus-menerus bila terkena tekanan/gaya geser walaupun relatif kecil

atatu bisa juga dikatakan suatu zat yang mengalir, kata fluida mencakup zat cair, gas, air,

dan udara karena zat-zat ini dapat mengalir.Sebaliknya batu dan benda-benda keras

(seluruh zat - zat padat tidak dapat dikategorikan sebagai fluida karena zat - zat tersebut

tidak bisa mengalir secara continue) (Suryani, 2013).

Fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekul - molekul dengan jarak pisah

yang cukup besar untuk gas dan jarak pisah yang cukup kecil untuk zat cair. Molekul -

molekul tersebut tidak dapat terikat pada suatu sisi, melainkan zat-zat tersebut saling

bergerak bebas terhadap satu dengan yang lainnya (Suryani, 2013).

Fluida merupakan salah zat - zat yang bisa mengalir yang mempunyai partikel

kecil sampi kasat mata dan mereka dengan mudah untuk bergerak serta berubah-ubah

bentuk tanpa pemisahan massa. Ketahanan fluida terhadap perubahan bentuk sangat kecil

sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk ruang (Nurul, 2013).

Fluida adalah zat yang berubah bentuk secara terus menerus bila terkena tegangan

geser suatu fluida adalah suatu zat yang mengembanghingga memenuhi bejana. Fluida

selalu mengalir bila dikenai bekas pengubah zat cair, fluida diartikan dengan mempunyai

volume tertentu tapi bentuk tertentu itu mengalir menyesuaikan dengan bentuk wadah.

Zat cair mempunyai volume tertentu (Streeter, 1996).

Dalam fluida ternyata gaya yang dibutuhkan (F), sebaliknya dengan luas fluida

yang bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (V) untuk luas penampang

keeping A adalah F.ZAV(Ghozian, 2008).

1. Jenis Cairan

Adapun jenis cairan dibedakan menjadi dua tipe, yaitu cairan newtonian dan

non newtonian.

a. Cairan Newtonian

Cairan newtonian adalah cairan yang viskositasnya tidak berubah dengan

berubahnya gaya irisan, ini adalah aliran kental (viscous) sejati. Contohnya: Air,

II-2

Bab I I Tinjauan Pustaka


minyak, sirup, gelatin, dan lain-lain. Shear rate atau gaya pemisah viskositas

berbanding lurus dengan shear stresss secara proporsional dan viskositasnya

merupakan slope atau kemiringan kurva hubungan antara shear rate dan shear

stress. Viskositas tidak tergantung shear rate dalam kisaran aliran laminar (aliran

streamline dalam suatu fluida). Cairan newtonian ada 2 jenis, yang viskositasnya

tinggi GLVHEXWViscousGDQ\DQJYLVNRVLWDVQ\DUHQGDKGLVHEXWMobile (Dogra,

2006).

b. airan Non-Newtonian

Yaitu cairan yang viskositasnya berubah dengan adanya perubahan gaya

irisan dan dipengaruhi kecepatan tidak linear. Cairan mempunyai gaya gesek yang

lebih besar untuk mengalir daripada gas, hingga cairan mempunyai koefisien

viskositas yang lebih besar daripada gas. Viskositas gas bertambah dengan naiknya

temperatur, sedang viskositas cairan turun dengan naiknya temperatur (Sukardjo,

1997).

Viskositas

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan

gesekan antara molekul molekul cairan satu dengan yang lain. Jadi, semakin kental

cairan semakin tinggi juga viskositas cairan tersebut. Namun, juga dapat diartikan sebagai

indeks hambatan alir cairan. Beberapa zat cair dan gas mempunyai sifat daya tahan

terhadap aliran ini, dinyatakan dengan Koefisien Viskositas (Anonim, 2009).

Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh

fluida yang bergerak, atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan

ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas

zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viskositas

dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair (Anonim, 2009).

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan

gesekan antara molekul molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang

mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-

bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi (Anonim, 2009).

Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan

dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air

II-3



mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida

yang mempunyai viskositas yang lebih besar (Anonim, 2009).

Gejala ini dapat dianalisis dengan mengintrodusir suatu besaran yang disebut

kekentalan atau viskositas (viscosity). Oleh karena itu, viskositas berkaitan dengan gerak

relatif antar bagian-bagian fluida, maka besaran ini dapat dipandang sebagai ukuran

tingkat kesulitan aliran fluida tersebut. Makin besar kekentalan suatu fluida makin sulit

fluida itu mengalir (Anonim, 2010).

Adanya zat terlarut makromolekul akan menaikkan viskositas larutan. Bahkan

pada konsentrasi rendahpun, efeknya besar karena molekul besar mempengaruhi aliran

fluida pada jarak yang jauh. Viskositas intrinsik merupakan analog dari koefisien virial

dan mempunyai dimensi K=[1/konsentrasi] (Atkins, 1996).

Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan.

Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung

berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat

digunakan baik untuk cairan maupun gas (Bird, 1987).

Suatu jenis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas yang

rendah, dan sebaliknya bahan bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas

yang tinggi. Pada hukum aliran viskositas, Newton menyatakan hubungan antara gaya

gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai geseran dalam (viskositas) fluida

adalah konstan sehubungan dengan gesekannya. Hubungan tersebut berlaku untuk

fluida Newtonian, dimana perbandingan antara tegangan geser (s) dengan kecepatan

geser (g) nya konstan. Parameter inilah yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos

dapat digambarkan dengan dua buah bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara

kedua bidang tersebut. Suatu bidang permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan

fluida setebal h, sejajar dengan suatu bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika

bidang bagian atas itu ringan, yang berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida

dibawahnya, maka tidak ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Suatu

gaya F dikenakan pada bidang bagian atas yang menyebabkan bergeraknya bidang atas

dengan kecepatan konstan v, maka fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan

lapisan yang saling bergeseran. Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser

(s) sebesar F/A yang seragam dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas

sebesar v dan kecepatan lapisan fluida paling bawah sama dengan nol, maka kecepatan

II-4



geser (g) pada lapisan fluida di suatu tempat pada jarak y dari bidang tetap dengan tidak

adanya tekanan fluida (Kanginan, 2006).

Sebenarnya ada dua kuantitas yang disebut viskositas. Kuantitas yang ditentukan

di atas kadang-kadang disebut viskositas dinamik, viskositas absolut, atau viskositas

sederhana untuk membedakannya dari kuantitas lain, namun biasanya hanya disebut

YLVNRVLWDV .XDQWLWDV ODLQ GLVHEXW YLVNRVLWDV NLQHPDWLN GLZDNLOL ROHK VLPERO DGDODK

rasio viskositas fluida untuk densitasnya (Anonim, 2009).

Viskositas Kinematik adalah ukuran dari arus resistif dari fluida di bawah

pengaruh gravitasi. Hal ini sering diukur dengan menggunakan perangkat yang disebut

viskometer kapiler, pada dasarnya adalah bisa lulus dengan tabung sempit di bagian

bawah. Bila dua cairan volume sama ditempatkan di viskometer kapiler identik dan

dibiarkan mengalir di bawah pengaruh gravitasi, cairan kental memerlukan waktu lebih

lama daripada kurang cairan kental mengalir melalui selang (Anonim, 2009).

Hukum Stokes di atas berlaku bila:

a. Fluida tidak berolak (tidak terjadi turbulensi).

b. Luas penampang tabung tempat fluida cukup besar dibanding ukuran bola.

Viskositas (kekentalan) dapat dianggap sebagai desakan dibagian dalam suatu

fluida. Karena adanya suatu viskositas ini, maka untuk menggerakkan salah satu lapisan

fluida di atas maka untuk menggerakkan salah satu lapisan fluida di atas lapisan lainnya,

atau supaya satu permukaan dapat meluncur di atas permukaan lainnya bila di antara

permukaan-permukaan ini terdapat lapisan fluida, haruslah dikerjakan gaya. Baik zat cair

maupun gas mempunyai viskositas; hanya saja zat cair lebih kental daripada gas (Sears,

1984).

Cairan mempunyai gaya gesek yang lebih besar untuk mengalir daripada gas,

hingga cairan mempunyai koefisien viskositas yang lebih besar daripada gas. Viskositas

gas bertambah dengan naiknya temperatur, sedang viskositas cairan turun dengan naiknya

temperatur. Koefisien viskositas gas pada tekanan tidak terlalu besar, tidak tergantung

tekanan, tetapi untuk cairan naik dengan naiknya tekanan (Sukardjo, 1997).

Viskositas merupakan fungsi dari waktu yang artinya dengan bertambahnya

waktu viskositas semakin meningkat. Sifat ini penting diketahui sewaktu material cetak

dicampur atau saat dimasukkan ke dalam mulut karena viskositas material cetak

II-5



kosistensi light pada 5 menit setelah pencampuran akan sama dengan kosistensi regular

pada 3 menit (Craigh, 1980).

Tempat dua teknik utama untuk mengukur viskositas gas. Teknik pertama

bergantung pada laju peredaman osilasi puntir dari piringan yang tergantung dalam gas,

yaitu konstanta waktu untuk pengurangan gerakan harmonis yang bergantung pada

viskositas dan rancangan peralatannya. Teknik kedua didasarkan pada rumus poseuille

untuk laju aliran fluida melalui pipa dengan radius r (Atkins, 1997).

Beberapa cairan mengalir ,dengan alasan yang lain mengalir dengan sangat

mudah. Hambatan dari zat cair untuk mengalir terhadap suatu lapisan lainnya disebut

viskositas. Semakin besar viskositas, maka semakin lambat pula suatu zat cair mengalir.

Viskositas adalah bagian dari tempat dengan yang mana molekul suatu akan menyatu

dengan molekul yang lainnya (Brown, 1977).

Viskositas kinematik diperoleh dengan mempertimbangkan densitas larutan.

Viskositas spesifik dan kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan.Viskositas

intrinsik dihitung dari perbandingan antara viskositas spesifik dengan konsentrasi larutan

(_sp/C) yang diekstrapolasi sehingga nilai konsentrasi larutan mendekati nol. Dengan

demikian nilai kelarutan tidak berpengaruh terhadap viskositas intrinsik (Rachima, 2007).

Viskositas cairan juga dapat ditentukan berdasarkan jatuhnya benda melalui

medium zat cair, yaitu berdasarkan hukum Stokes. Dimana benda bulat dengan radius r

dan rapat d, yang jatuh karena gaya gravitasi melalui fluida dengan rapat dm/db, akan

dipengaruhi oleh gaya gravitasi sebesar:

F1 U3 ( ddm ) g

Tabel perbedaan-perbedaan antara viskositas cairan dan viskositas gas sebagai berikut:

Tabel II.1 Tabel Perbedaan Viskositas cairan dan Viskositas gas

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

(Anggraeni, 2010)

II-6



Fluida yang ada dalam kehidupan sehari-hari adalah fluida sejati. Oleh karena itu,

bahasan mengenai viskositas hanya akan ditemukan pada fluida sejati, yaitu fluida yang

memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

a. Dapat dimampatkan (kompresibel),

b. Mengalami gesekan saat mengalir (memiliki memiliki viskositas) dan aliran turbulen.

Zat cair dan gas memiliki viskositas, hanya saja zat cair lebih kental (viscous)

daripada gas. Dalam penggunaan sehari-hari, viskositas dikenal sebagai ukuran ketahanan

oli untuk mengalir dalam mesin kendaraan.Viskositas oli didefinisikan dengan nomor

6$(66RFLHW\RI$XWRPRWLYH(QJLQHHUV(Saipudin, 2011).

Aliran cairan dapat dikelompokkan ke dalam dua tipe. Yang pertama adalah aliran

ODPLQDUDWDXDOLUDQNHQWDO\DQJVHFDUDXPXPPHQJJDPEDUNDQODMXDOLUDQNHFLOPHODOXL

sebuah pipa dengan gariV WHQJDK NHFLO $OLUDQ \DQJ ODLQ DGDODK DOLUDQ WXUEXOHQ \DQJ

menggambarkan laju aliran yang besar melalui pipa dengan diameter yang lebih besar

(Dogra, 1990)

Viskositas cairan adalah fungsi dari ukuran dan permukaan molekul, gaya tarik

menarik antar molekul dan struktur cairan. Tiap molekul dalam cairan dianggap dalam

kedudukan setimbang, maka sebelum sesuatu lapisan melewati lapisan lainnya diperlukan

energi tertentu. Sesuai hukum distribusi Maxwell-Boltzmann, jumlah molekul yang

memiliki energi yang diperlukan untuk mengalir, dihubungkan oleh faktor e-E/RT dan

viskositas sebanding dengan e-E/RT. Secara kuantitatif pengaruh suhu terhadap viskositas

dinyatakan dengan persamaan empirik.

h = A eE/RT

(Gina, 2010)

A merupakan tetapan yang sangat tergantung pada massa molekul relatif dan

volume molar cairan dan E adalah energi ambang per mol yang diperlukan untuk proses

awal aliran (Anonim, 2009)

Pada hukum aliran viskositas, Newton menyatakan hubungan antara gaya gaya

mekanika dari suatu aliran viskositas sebagai geseran dalam (viskositas) fluida adalah

konstan sehubungan dengan gesekannya. Dalam pergesekan ini dipengaruhi oleh

molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk

suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida tersebut mengalir. Selain itu, viskositas

II-7



juga disebabkan oleh adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis).

Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. Jadi,

viskositas semakin rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan

yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar

(Anonim, 2009) .

Gaya

Kecepatan V cm/detik

F dyne

L cm

Kecepatan V cm/detik

Gambar II.1 Konsep Dua Fluida Sejajar

Gambar diatas merupakan 2 lapisan fluida sejajar dengan masing-masing

mempunyai luas A cm2 dan jarak kedua lapisan L cm. Bila lapisan atas bergerak sejajar

dengan lapisan bawah pada kecepatan V cm/detik relatif terhadap lapisan bawah, supaya

fluida tetap mempunyai kecepatan V cm/detik maka harus bekerja suatu gaya sebesar F

(dyne) (Dogra, 1990).

Persamaannya:

Keterangan:

= Tetapan viscositas (gr/cm.detik)

F = Gaya yang bekerja (dyne)

L = Jarak antara fluida (cm)

V = Kecepatan fluida (cm/detik)

A = Luas fluida (cm2)

(Maron, 2000)

A cm2

A cm2

II-8



Viskositas didefinisikan besarnya gaya tiap cm2 yang diperlukan supaya terdapat

perbedaan kecepatan sebesar 1 cm tiap detik untuk 2 lapisan zat cair yang paralel dengan

jarak 1 cm. Viskositas dapat dihitung dengan rumus Poiseville (Sarojo, 2006).

Hukum poiseuille juga digunakan untuk menentukan distribusi kecepatan dalam

arus laminer melalui pipa slindris dan menentukan jumlah cairan yang keluar perdetik

(Sarojo, 2006).

Keterangan:

T = Waktu alir (detik)

P = Tekanan yang menyebabkan zat cair mengalir ( dyne / cm 3 )

V = Volume zat cair (liter)

L = Panjang pipa (cm)

= Koefisien Viscositas (centipoise)

R = Jari-jari pipa dialiri cair (cm)

(Maron, 2000)

Makin besar kekentalannya, makin sukar zat cair itu mengalir dan bila makin

encer makin mudah mengalir.

Keterangan :

Q = Fluiditas

= Koefisien Viscositas (centipoise)

(Anonim, 2009)

Fluiditas yaitu kemudahan suatu zat cair untuk mengalir. Dari rumus diatas dapat

dilihat bahwa fluiditas berbanding terbalik dengan kekentalan (koefisien viskositas).

1. Sifat Zat Cair

Zat cair mempunyai beberapa sifat sebagai berikut :

a. Apabila ruangan lebih besar dari volume zat cair akan terbentuk permukaan bebas

horizontal yang berhubungan dengan atmosfer.

b. Mempunyai rapat masa dan berat jenis.

viskositas - iva

Documents