VISKOSITAS
I.
TUJUAN
Setelah
melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan :
·
Dapat menentukan angka kental
(viskositas) relatif suatu zat cair dengan menggunakan air sebagai pembanding
·
Dapat menentukan pengaruh temperature
terhadap viskositas cairan
·
Dapat menggunakan alat viskositas
II.
ALAT DAN BAHAN
1. Alat
yang digunakan
a. Alat
viscometer
b. Bola
dengan bermacam-macam diameter
c. Beaker
gelas
d. Cooler
e. Jangka
sorong
f. Stopwatch
2. Bahan
yang digunakan
a. Aquadest
b. Parafin
III.
DASAR TEORI
Viskositas suatu cairan murni atau
larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan
menggunakan laju aliran yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini
merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan untuk cairan maupun
gas. Menurut Hukum Polsscuille, jumlah volume cairan yang mengalir melalui pipa
persatuan waktu, rumus persamaan tersebut ialah sebagai berikut :
Dimana :
η : Viskositas cairan (Poise (p))
V : Volume caiaran (L)
: Massa jenis fluida cairan(kg/m3)
R : Jari-jari tabung (m)
L : Panjang pipa (m)
t : waktu yang dibutuhkan cairan dengan V
mengalir melalui viscometer (s)
Ada beberapa viskometer yang sering
digunakan untuk menentukan viskositas suatu larutan yaitu :
1)
Viskometer
Ostwald : untuk menentukan laju aliran kapiler
2)
Viskometer
Hoppler : untuk menentukan laju bola
dalam cairan
3)
Viskometer
Silender Putar ; untuk menentukan satu
dari dua silinder yang ksentris pada kecepatan sudut tertentu.
a)
Viskometer
Ostwald
Pada viskometer Oswald yang diukur
adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu untuk mengalir
melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat cairan itu
sendiri. Pengukuran viskositas ini menggunakan pembanding air. Hal ini dimaksudkan
untuk mengurangi kesalahan pengukuran nilai.
Viskositas dapat ditentukan dengan
persamaan:
= 
sehingga didapat
Dimana
P = densitas x konstanta
b)
Viskometer
Hoppler
Pada viscometer hoppler yang
diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bola untuk melewati cairan pada
jarak atau ketinggian tertentu, karena adanya gaya gravitasi benda jatuh
melalui medium yang berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai
mencapai kecepatan maksimum. Kecepatan maksimum akan dicapai apabila gravitasi
(g) sama dengan gaya tahan medium (F). Besarnya gaya tahan (Friksi) untuk benda
yang berbentuk bola oleh stokes dirumuskan :
F = 6 π η r v
dimana ;
F = Friksi (N)
r = jari-jari (m)
v = kecepatan (m/s)
Pada kesetimbangan gaya kebawah
adalah (m-mo). g sehingga
6 π η r v = (m-mo). g
η =
dimana
;
m = massa bola logam
(kg)
mo = massa cairan yang dipindahkan oleh
bola logam (kg, L)
g = gravitasi( m/s2)
Setiap benda yang bergerak relative
terhadap benda lain selalu mengalami gesekan ( gaya gesek ). Sebuah benda yang
mengalami pergerakan didalam fluida juga mengalami gesekan. Hal ini disebabkan
oleh sifat kekentalan (visko) fluida
tersebut. Gaya gesek yang bekerja pada suatu benda yang bekerja pada suatu
benda yang bergerak relatif terhadap suatu fluida akan sebanding dengan
kecepatan relative benda terhadap fluida :
F = b. v
Dimana ;
F = Gaya gesek yang dialami benda (N)
b = konstanta gesekan
v = kecepatan benda (m/s)
Dengan mengukur kecepatan akhir bola
dengan radius dan rapat massa (density) yang telah diketahui, maka viskositas
dapat ditentukan dari :
η = 
dimana
;
r
= jari-jari (m)
v
= kecepatan (m/s)
g
= gravitasi ( 9,8 m/s2 )
Tabel.
Seleksi bola, diameter bagian dalam bola mendekati 15,94 mm
|
No
Bola
|
Bahan
|
Densitas
(gr/cm3)
|
Diameter
Bola (mm)
|
Tetapan,
KmPacm3/ gr.s
|
Untuk
pengukuran mPa
|
|
1
|
Gelas
Boron Silika
|
2,2
|
15,81
|
0,007
|
0,2
- 0,5
|
|
2
|
Gelas
Boron Silika
|
2,2
|
15,66
|
0,05
|
2,0
- 20
|
|
3
|
Campuran
Ni- Fe
|
8,1
|
15,62
|
0,07
|
15
– 20
|
|
4
|
Campuran
Ni- Fe
|
8,1
|
15,25
|
0,5
|
100
– 1200
|
|
5
|
Stainless
Steel
|
7,7
|
14,29
|
4,5
|
800
– 10.000
|
|
6
|
Stainless
Steel
|
7,7
|
11,11
|
3,3
|
6000
– 75.000
|
|
7
|
Gelas
Boron Silika
|
2,2
|
15,91
|
-
|
Gas
|
|
8
|
Gelas
Boron Silika
|
2,2
|
15,30
|
0,4
|
20
– 200
|
|
9
|
Gelas
Boron Silika
|
2,2
|
14,40
|
3,5
|
159
– 1500
|
|
10
|
Stainless
Steel
|
7,7
|
9,52
|
40
|
7000
– 85.000
|
IV.
LANGKAH
KERJA
1) Menentukan Viskositas Cairan
a. Menentukan massa jenis bola dan
massa jenis zat cair.
b. Memasukkan aquadest sebanyak 40 ml
kedalam tabung miring.
c. Memasukkan bola kedalam tabung yang
telah berisi aquadest ( jangan sampai ada gelembung udara ). Pada saat bola
sampai tanda paling atas, hidupkan stopwatch pada saat bola sampai pada tanda
paling bawah.
d. Mencatat waktu yang digunakan, yaitu
gerakkan bola dari tanda bagian atas sampai tanda bagian bawah.
e. Membalik tabung, dan melakukan
seperti langka c.
f. Mengulangi percobaan ( sampai d
untuk cairan lain )
V.
DATA
PENGAMATAN
|
Jenis Fluida
|
Jenis Bola
|
Diameter bola (cm)
|
Waktu tempuh (s)
|
|
Aquadest
|
Boron Silika
|
1,66
|
18,57
|
|
Stainless Steal
|
1.67
|
7,53
|
|
|
Stainless Steal
|
1,4
|
-
|
|
|
Parafin
|
Boron Silika
|
1,66
|
236
|
|
Stainless Steal
|
1,67
|
48,53
|
|
|
Stainless Steal
|
1,4
|
0,66
|
VI.
DATA
PERHITUNGAN
Diketahui :
rboron silica = 0,83 cm
g = 980 cm/s
boron silica = 2,2 gr/ cm3fluida air = 1,1 gr/ cm3
parafin = 0,86 gr/ cm3
L tabung = 20 cm
·
Menentukan
kecapatan (v) dan viskositasnya :
v = 
η =
a. Medium Aquadest
Ø Boron Silika
v = 
;
;
v = 
= 1,07 cm/s
η = 
= 1,54 .10-2 Ps
b. Medium Parafin
Ø Boron Silika
Ø v = ;
;
Ø v = 
Ø = 0,084 cm/s
Ø η = 
= 2,13 Ps
VII.
PERTANYAAN
1. Apa yang dimaksud dengan
Viskositas ?
Jawab
=
Viskositas ialah suatu ukuran sebuah
fluida terhadap perubahan bentuk dibawah tekanan atau biasa disebut dengan
Kekentalan.
2. Tuliskan cara-cara menentukan
viskositas ?
Jawab =
-
Menentukan
massa jenis bola dan fluida
-
Menentukan
diameter bola
-
Memasukkan
fluida kedalam tabung
-
Menghitung
waktu yang ditempuh bola hingga kedasar tabung
-
Mencatat
hasil waktu yang dibutuhkan
3. Tuliskan faktor-faktor yang
mempengaruhi viskositas ?
Jawab =
-
Temperatur
-
Volume
cairan
-
Waktu
-
Tekanan
dalam tabung
-
Gaya
gesek antara bola dan fluida dalam tabung
VIII.
ANALISI
DATA
Dari data diatas dapat dianalisis
bahwa waktu yang ditempuh dari bola dimasukkan kedalam viscometer dapat
dipengaruhi oleh gaya gesek antara bola dan fluida cairan atau gaya gesek
antara fluida dan dinding tabung viscometer , F = 6 π η r v. Laju yang dialami bola juga
dipengaruhi oleh jenis fluida, kelajuan tersebut diartikan sebagai jarak tempuh
bola atau dinding viscometer dalam satuan waktu tertentu. Semakin besar
diameter suatu bola dalam fluida maka semakin lambat pula bola sampai didasar ,
d
, begitu
juga sebaliknya.
, begitu
juga sebaliknya.
IX.
KESIMPULAN
Dari percobaan diatas dapat
disimpulkan bahwa :
·
Faktor-faktor
yang mempengaruhi viskositas yaitu :
a.
Gaya gesek yang dialami benda terhadap fluida
b.
Diameter bola, semakin besar diameter bola maka semakin lambat bola
jatuh kedasar
c.
Gelembung udara, gelembung udara pada tabung juga dapat mempengaruhi
viskositas
karena Tekanan didalam tabung semakin bertambah P = Po + g h
g h
·
Viskositas
dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu :
a.
Viskometer Ostwald : waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu
untuk
mengalir melalui pipa kapiler
dengan gaya yang disebabkan oleh gaya berat cairan itu
sendiri.
b.
Viskometer Hoppler : waktu yang
dibutuhkan oleh sebuah bola untuk melewati
cairan pada jarak atau ketinggian tertentu,
karena adanya gaya gravitasi benda jatuh
melalui medium yang
berviskositas dengan kecepatan yang semakin besar sampai
mencapai kecepatan maksimum
DAFTAR
PUSTAKA
·
Jobsheet.”Penuntun
Praktikum Fisika Terapan”. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang. 2013
·
www.
Google.com
·
http://
yogaranda.wordpress.com
http://itatrie.blogspot.com/2012/10/laporan-kimia-fisika-viskositas-zat-cair.html
