Sifat-sifat Fluida

Sifat-sifat Fluida
Sifat-sifat Penting Fluida
•
•
•
•
•
•
•
Berat jenis
Rapat massa (mass density)
Volume spesifik (specific volume)
Gravitasi spesifik (specific gravity)
Kompresibilitas rata-rata
Elastisitas (elasticity)
Kekentalan (viscocity)
Berat Jenis
• Berat jenis = berat per satuan volum
• Gaya yang ditimbulkan oleh percepatan gravitasi g
yang bekerja pada satu satuan volum
w  .v.g
 
  .g
v
v
Kerapatan massa
• Kerapatan massa = massa per satuan volume
• Contoh:
m

v
– Air = 1000 kgm-3
– Air raksa = 13546 kgm-3
– Udara = 1.23 kgm-3
• Kerapatan massa tidak tetap tergantung suhu,
tekanan, dan jenis fluida
Kerapatan massa gas
• Untuk gas (fluida yang bersifat compressible /
dapat dimampatkan), maka untuk hitungan
kerapatan massa timbul pertanyaan hubungannya
dengan perubahan volume :
– jika v membesar, maka kerapatan massa bisa dihitung
– jika v mengecil sehingga menjadi sangat kecil, maka
kerapatan massa jadi sangat sulit dihitung
• Sehingga diambil asumsi dalam hitungan
kerapatan massa fluida adalah ditentukan volume
terkecil yang membatasi fluida sehingga masih
bisa dihitung dan didefinisikan kerapatan massa
fluida pada titik tersebut
Kerapatan massa air
• Kerapatan massa air murni pada tekanan 760 mm
Hg, pada beberapa suhu:
Suhu (oC)
0
4
10
100
Kerapatan massa (kg/m3)
999,87
1000
999,73
958,4
Volume Spesifik
• Volume spesifik = volume per satuan massa
• Kebalikan dari kerapatan massa
vs 
1

Gravitasi spesifik
• Gravitasi spesifik = perbandingan antara
kerapatan massa fluida tertentu dengan kerapatan
massa air pada suhu 4 oC
kerapatan massa fluida tertentu
gravitasi spesifik 
kerapatan massa air pada suhu 4o C
Kompresibilitas
• Kompresibilitas rata-rata = perubahan volume
mula-mula per satuan perubahan tekanan

v  / v
1 (v)
 

p
v p
• pertambahan tekanan membuat penurunan
volume sehingga persamaan diberi tanda negatif,
akan tetapi nilai  tetap positif
• pada saat pertambahan tekanan maka suhu dapat
berubah atau tetap
Kompresibilitas
untuk suhu tetap (isotermik) maka nilai 
1  v 
 T    
v  p  T
untuk suhu berubah (isentropik) maka nilai 
1  v 
 S    
v  p  S
• Dalam termodinamika didefinisikan
– Cp = panas jenis pada tekanan tetap
– Cv = panas jenis pada volume tetap
Kompresibilitas
Untuk cairan, proses perubahan suhu yang terjadi
sangat kecil (pada proses adiabatik), sehingga
dianggap :
• T = S (pada suhu tertentu)
Elastisitas
• Elastisitas adalah kebalikan dari kompressibilitas
• digunakan parameter E yaitu modulus elastisitas
(bulk modulus of elasticity)
(dp )
1
E

(dv) / v  T
Kekentalan
• Kekentalan adalah sifat fluida untuk melawan
tegangan geser
• Kekentalan kinematik

v

• v = kekentalan kinematik
 = kekentalan absolut/dinamik
 = kerapatan massa fluida
Kekentalan
• Kekentalan dinamik = tegangan geser per satuan
luas yang diperlukan untuk memindahkan selapis
fluida terhadap lapisan fluida yang lain dengan
satu satuan kecepatan sejauh satu satuan jarak
Contoh 1. (dikerjakan berkelompok)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Jika diketahui bahwa :
(i) Berat spesifik (g) Air = 9,81 kN/m2, dan
(ii) Spesifik gravity Mercury = 13.55
maka hitunglah :
a.
Rapat massa () Air
b.
Rapat massa () Mercury
c. Berat spesifik (g) Mercury
d.
Volume spesifik (Vs) Air dan Mercury
Contoh 2. (dikerjakan berkelompok)
• Jika diketahui gas oksigen pada suhu 1000F mempunyai
tekanan 15 psia yang disimpan pada volume tertentu.
• Pertanyaan yang diajukan :
• a. Ubahlah system satuan suhu dan tekanan oksigen
tersebut menjadi satuan system internasional
• b. Hitunglah rapat massa, berat spesifik, dan volume
spesifik dari oksigen menurut satuan system internasional
• c. Hitunglah suhu dan tekanan yang terjadi jika volume
oksigen tersebut dimampatkan sehingga menjadi 40% dari
volume semula , pada kondisi isentropik
• d. Hitunglah tekanan yang terjadi jika proses pemampatan
tersebut di atas (c) dalam kondisi isotermal
Diskusi
• Diskusikan apa yang menyebabkan kekentalan
pada gas dan cairan (bagaimana pengaruh kohesi
antar molekul, suhu, dan tekanan pada terjadinya
kekentalan gas dan cairan)