Selamat datang di Dosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentan Viskositas? Mungkin anda pernah mendengar kata Viskositas? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang Viskositas.
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 viskositas 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 tidah ada gaya tekan yang bekerja pada lapisan fluida (Dugdale, 1986).
Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa macam viskometer yang biasa digunakan antara lain :
- 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 (Moechtar,1990).
- Viskometer Hoppler
Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkanz bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel (Moechtar,1990).
- 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 (Moechtar,1990).
- 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 (Moechtar,1990).
Nilai viskositas dinyatakan dalam viskositas spesifik, kinematik dan intrinsik. Viskositas spesifik ditentukan dengan membandingkan secara langsung kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Viskositas kinematik diperoleh dengan memperhitungkan densitas larutan.
Baik viskositas spesifik maupun kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer Ubbelohde yang termasuk jenis viskometer kapiler. Untuk penentuan viskometer larutan polimer, viskometer kapiler yang paling tepat adalah viskometer Ubbelohde. (Rochima, 2007).
Pengertian Viskositas
Viskositas adalah penilaian dari kekebalan fluida yang disalin baik dengan tuntutan maupun tegangan. Lebih jelasnya, definisi viskositas ialah sebuah tingkatan kepekatan fluida yang bisa menjelaskan besar kecilnya suatu sentuhan dalam fluida. Kemudian, jika semakin besar viskositas dalam fluida maka akan bertambah sulit untuk bergerak dan juga akan bertambah sulit benda dapat bergerak di dalam fluida.
Didapatkan zat cair di dalam viskositas diperoleh gaya ketertarikan antar molekul zat cair. Sementara dalam gas, viskositas berbentuk sebagai dampak tumbukan antar molekul gas.
Semacam contoh viskositas di aktivitas sehari-hari diwaktu saat memasukkan segelas air dan segelas oli, tentu saja air yang akan segera berakhir. Hal tersebut dikarenakan air mempunyai kepekatan yang lebih rendah dibandingkan dengan oli, antara molekul air kecil sekali untuk bersentuhan dengan gelas sesampai cepat alir air akan lebih cepat dibandingkan dengan oli.
Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Viskositas
Terdapat 4 faktor yang mempengaruhi viskositas, yaitu sebagai berikut:
Faktor- fator yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut :
-
a) Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
-
b) Temperatur
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
-
c) Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.
-
d) Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul.Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.
-
e) Berat molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.
-
f) Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.
-
g) 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 partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula.
Rumus Viskositas
Terdapat 2 rumus pada viskositas, yakni sebagai berikut
-
Rumus Viskositas Fisika
η = k x p x D / V
Pejelasannya:
η : Koefisien Viskositas
k : Konstanta
P : Tekanan
D : Diameter
V : Kecepatan
-
Rumus Viskositas Fluida
F = η A x v / L
Pejelasannya:
F = Gaya (N)
A = Luas Keping yang berkaitan dengan Fluida (m²)
v = Kelajuan Fluida
L = Jarak antar Keping
η = Koefisien Viskositas (Kg)
Viskositas Zat Cair
Viskositas zat cair dapat dipastikan secara kuantitatif dengan jumlah yang disebut koefisien viskositas (η). Satuan SI untuk koefisien viskositas yakni Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s). Berdialog tentang viskositas bermaksud kita ucapkan hububgab fluida sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas.
Apabila suatu bergerak dengan kecepatan v dalam suatu fluida dekat yang koefisien viskositasnya η, kemudian benda tersebut akan mendapati gaya gesek an fluida sebesar Fs = k η v, dengan k yakni konstanta yang terkait pada macam geometris benda.
Bersumber dari perhitungan laboratorium yang dibuat oleh Sir George Stokes pada tahun 1845, beliau membuktikan bahwa benda yang dengan motif geometrisnya berbentuk bola nilai k= 6 π r. Apabola nilai k diterangkan ke dalam persamaan, kemudian terdapat rumus yang diingat dengan rumus viskositas hukum stokes, berikut ini:
Fs = 6 π η rv
Penjelasannya:
Fs : gaya gesekan stokes (N)
η- : koefisien viskositas fluida (Pa s)
r : jari-jari bola (m)
v : kelajuan bola (m/s)
Berikut contoh gambar bola yang jatuh ke dalam fluida antara lain sebagai berikut:
Gaya yang bergerak pada bola yakni gaya berat (w), gaya apung (Fa) dan gaya lamban hasil dari viskositas ataupun gaya stokes (Fs). Apabila terlepas, bola beralih diterampilkan. Tetapi, ketika diterampilkan bertambah, kemudian gaya stokes juga bertambah. Karena, pada saat bola mendapatkan bentuk seimbang, lalu bola bergerak dengan kecepatan konstan yang ialah kecepatan terminal.
Pada kecepatan terminal, akibat yang bekerja pada bola sama dengan nol. seperti sumbu vertikal ke atas sebagai sumbu positif, kemudian saat kecepatan terminal berhasil terjadi persamaan berikut ini:
Untuk benda bermodel bola misalnya gambar diatas, kemudian digunakan persamaan berikut ini:
Penjelasan:
vT : 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 Fluida
Berikut ini tabel viskositas fluida, yakni sebagai berikut:
Menurut tabel diatas terlihat bahwa air, udara dan alkohil mempunyai koefisien yang benar-benar rendah dibandingkan dengan gliserin. Demikian, dalam perhitungan sering gegabah.
Menurut eksperimen juga didapat bahwa koefisien viskositas tergantung suhu. Pada mayoritas fluida, semakin tinggi suhu, lalu semakin rendah koefisien viskositasnya. Itulah pemicu oli mesin memerankan kental di musim dingin sehingga kadang mesin sukar berfungsi karena terjadi efek viskositas pada oli mesin.
Demikian Penjelasan Materi Tentang Viskositas : Pengertian, Dampak, Rumus dan Contoh Viskositas Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi
