f3 - viskositas zat cair - labdasar dan sentral UNAND

Mekanika, Panas dan Fluida
F3 - VISKOSITAS ZAT CAIR
TUJUAN
1. Menentukan koefisien viskositas zat cair dengan menggunakan Hukum Stokes
2. Menyelidiki pengaruh temperatur terhadap viskositas larutan
I. LANDASAN TEORI
Benda yang dijatuhkan pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan percepatan dari gaya-gaya
yang bekerja padanya.
B
Fr
h
G
dimana :
G adalah gaya berat benda
B adalah gaya apung ke atas
Fr adalah gaya gesek
∑
=
−
−
=
.
(1)
Gaya gesek yang dialami oleh benda berbanding lurus dengan kecepatan, gaya semacam ini disebut gaya
gesek Newton dan cairannya dalam hal ini disebut cairan Newton. Apabila benda berbentuk bola, menurut
Stokes, gaya ini dapat dirumuskan sebagai berikut :
=6
(2)
dimana  adalah koefisien viskositas dan r merupakan jari-jari bola, sedangkan v merupakan kecepatan bola
(disebut juga kecepatan terminal) yang konstan.
Karena kecepatan makin membesar, maka gaya gesek juga akan semakin membesar, sehingga suatu saat
akan terjadi keseimbangan dinamis (benda bergerak tanpa percepatan atau  F = 0).
=
−
(3)
Dengan mesubtitusikan harga gaya-gaya ini, dapat diperoleh :
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
=
(
)
(4)
50
Mekanika, Panas dan Fluida
V
Dimana :
= kekentalan zat alir ( poise)
= jari-jari bola (cm)
= percepatan grafitasi (cm/ det2 )
V = kecepatan bola dalam cairan (cm / det )
= massa jenis bola (gram / cc)
= massa jenis zat alir ( gram / cc)
Seterusnya dengan mengganti harga v dengan l/t, maka persamaan (4) dapat ditulis :
=
(
)
(5)
dengan K merupakan konstanta bola.
Pengaruh temperatur terhadap viskositas zat cair dapat dijelaskan dengan persamaan :
II. PROSEDUR KERJA
II.1 Alat dan Bahan
1. Viskositas bola jatuh
2. Cairan Uji
3. Bola percobaan
=
(6)
4. Gelas ukur
5. Termometer
6. Stopwatch
II.2 Cara Kerja
1. Susunlah alat sebagaimana mestinya
2. Ukur jari-jari dan timbang massa dari bola
3. Hitung massa jenis dari bola tersebut
4. Tentukan massa jenis zat alir
5. Bersihkan dan keringkan tabung viskositas
6. Masukkan zat cair yang akan diukur ke tabung viskosimeter
7. Masukkan bola dengan pinset ke dalam tabung! Untuk cairan yang kental, gunakan bola yang
mempunyai berat besar.
8. Jaga agar tidak ada gelembung-gelembung cairan yang ikut bersama bola atau tabung
viskosimeter
9. Hitung waktu yang diperlukan oleh bola untuk menempuh jarak tertentu dalam tabung.
10. Lakukan percobaan beberapa kali.
11. Hitung nilai kekentalan zat alir dengan menggunakan persamaan 4
PERTANYAAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Apa yang dimaksud dengan viskositas ?
Apakah yang dimaksud dengan arus laminer dan turbulen?
Bagaimana pengaruh suhu terhadap viskositas?
Turunkan persamaan (1) dan (2)!
Bila zat cair mempunyai kepekatan yang sama apakah koefisien viskositasnya juga sama? Terangkan!
Dari persamaan (4), dapatkah diartikan bahwa koefisien viskositas suatu zat cair tergantung pada jarijari dan kerapatan bola yang dijatuhkan?
7. Apakah koefisien viskositas semua zat cair dapat ditentukan dengan cara Stokes?
8. Turunkan persamaan (4)!
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
51
Mekanika, Panas dan Fluida
9. Berikan suatu cara lain untuk menentukan viskositas zat cair!
10. Hal-hal apakah yang mempengaruhi viskositas ?
EVALUASI
1. Buat analisis dan beri kesimpulan percobaan ini!
Laboratorium Fisika Dasar – UNAND
52