Friday, May 5, 2017
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Setiap zat cair memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Viskositas
atau kekentalan adalah salah satu karakteristik dari zat cair, jadi bisa
dikatakan bahwa setiap zat cair mempunyai nilai viskositas tertentu. Perbedaan nilai
viskositas yang dimiliki oleh suatu zat cair akan memberikan pengaruh terhadap
gerakan benda yang melalui zat cair tersebut.
Semakin besar viskositas makin kecil kecepatan benda yang melaluinya.
Hal ini terjadi karena benda yang melalui zat cair akan mengalami hambatan oleh
gaya gesek yang ditimbulkan oleh viskositas dari zat cair tersebut. Dari
percobaan inilah kita mencoba untuk menentukan nilai viskositas dari beberapa
zat cair dengan jalan melakukan perbandingan viskositas dari zat cair tersebut.
1.4 SISTEMATIKA LAPORAN
Laporan ini terdiri dari lima bab secara garis besar dan berisi tentang
penentuan harga viskositas suatu zat cair, untuk lebih jelasnya maka susunan
laporan adalah sebagai berikut. Bab I Pendahuluan yang di dalamnya berisi
tentang latar belakang, tujuan percobaan, permasalahan, sistematika laporan
praktikum. Bab II Dasar Teori merupakan penjelasan dan ulasan singkat tentang
teori dasar yang mendasari kegiatan percobaan yang dilakukan. Bab III Cara
Kerja dan Peralatan, dalam bab ini menerangkan tentang tata urutan kerja yang
dilakukan dalam melaksanakan kegiatan praktikum serta pengenalan peralatan yang
diperlukan dalam melakukan praktikum. Bab IV Analisa Data dan Pembahasan, dalam
praktikum tentunya kita akan memperoleh data-data sehingga perlu adanya
penganalisaan lebih lanjut karena tidak sempurnanya alat ukur, ketidaktepatan
cara mengukur, tidak sempurnanya alat indera dan lain-lain. Dengan
memperhitungkan ralat-ralat dari data yang diperoleh dalam melakukan praktikum
agar mendapatkan data yang mempunyai ketelitian yang sesuai. Bab V Kesimpulan, memberikan kesimpulan dari
kegiatan praktikum yang dilakukan.
BAB
II
DASAR TEORI
Setiap zat cair mempunyai
karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Oli
mobil sebagai salah satu contoh zat cair dapat kita lihat lebih kental daripada
minyak kelapa. Apa sebenarnya yang membedakan cairan itu kental atau tidak.
Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara
satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita
perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain.
Di dalam aliran kental kita dapat memandang persoalan
tersebut seperti tegangan dan regangan pada benda padat. Kenyataannya setiap
fluida baik gas maupun zat cair mempunyai sifat kekentalan karena partikel di
dalamnya saling menumbuk. Bagaimana kita menyatakan sifat kekentalan tersebut
secara kuantitatif atau dengan angka, sebelum membahas hal itu kita perlu
mengetahui bagaimana cara membedakan zat yang kental dan kurang kental dengan
cara kuantitatif. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur kekentalan
suatu zat cair adalah viskosimeter.
Apabila zat cair tidak kental maka
koefesiennya sama dengan nol sedangkan pada zat cair kental bagian yang
menempel dinding mempunyai kecepatan yang sama dengan dinding. Bagian yang
menempel pada dinding luar dalam keadaan diam dan yang menempel pada dinding
dalam akan bergerak bersama dinding tersebut. Lapisan zat cair antara kedua
dinding bergerak dengan kecepatan yang berubah secara linier sampai V. Aliran
ini disebut aliran laminer.
Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan
alirannya tidak terlalu cepat. Kita anggap gambar di atas sebagai aliran sebuah
zat cair dalam pipa, sedangkan garis alirannya dianggap sejajar dengan dinding
pipa. Karena adanya kekentalan zat cair yang ada dalam pipa, maka besarnya
kecepatan gerak partikel yang terjadi pada penampang melintang tidak sama
besar. Keadaan tersebut terjadi dikarenakan adanya gesekan antar molekul pada
cairan kental tersebut, dan pada titik pusat pipa kecepatan yang terjadi
maksimum.
v 
 |
|||
 |
|||
Gambar II.1 Arus Laminer
Akibat lain adalah kecepatan rata-rata partikel lebih kecil
daripada kecepatan partikel bila zat cairnya bersifat tak kental. Hal itu
terjadi akibat adanya gesekan yang lebih besar pada zat cair yang kental.
Jika aliran kental dan tidak terlalu cepat maka aliran
tersebut bersifat laminer dan disebut turbulen jika terjadi putaran/pusaran
dengan kecepatan melebihi suatu harga tertentu sehingga menjadi kompleks dan
pusaran-pusaran itu dinamakan vortex.
h . r4 . t . P
h = ……………(1) 8 V . L
Persamaan
diatas dinamakan persamaan stokes, merupakan salah satu rumus untuk mengukur
viskositas cairan dimana:
V = Volume cairan
r = Jari -
jari tabung kapiler
t = Waktu mengalir melalui tabung kapiler
P =
Tekanan
L =
Panjang aliran terhadap tekanan t
Untuk menentukan viskositas suatu
cairan dengan persamaan diatas tidak terlalu penting untuk mengukur semua
kuantitas yang ada bila satu viskositas dari beberapa cairan referensi yaitu
air yang telah diketahui secara tepat.
Dua cairan yang berbeda bila diukur
waktu alirannya pada volume yang sama dan melalui kapiler yang sama maka
menurut persamaan pouseville, perbandingan dari h dua caran
yaitu :
h1 p.P1.r4.t1.8.V.L
= …………( 2 )
h2 8.V.L.p.P2.r4.t2
Dari persamaan diatas dapat
diketahui bahwa P1 dan P2 berbanding lurus dengan massa
jenis atau densitas kedua cairan (P1 dan P2), maka
persamaan diatas dapat ditulis sebagai :
h1 P1 . t1
= …………..( 3 )
h2 P2 . t2
Viskositas
Ostwald adalah cara yang paling baik untuk mengukur kuantitas t1
dan t2
(lihat gambar).
Mulut 
Penyumbat T
S  |
 |
|||||
 |
||||||
 |
||||||
Gambar.
II.2 Viskositas Ostwald
Suatu kuantitas tertentu zat cair
yang dikenalkan dalam viskositas di sebuah tabung termostat dan kemudian
ditarik oleh sulfon kedalam bulb sampai cairan berada di ketinggian tepat
berada diatas permukaan ‘a’ kemudian dibiarkan turun sampai ‘b’. Waktu yang diperlukan dari posisi a ke posisi
b diukur, lalu h dihitung sesuai persamaan
pertama. Persamaan pertama tidaklah sempurna dan dikoreksi dengan persamaan sebagai berikut : h = x.t - 0,12/t
pertama. Persamaan pertama tidaklah sempurna dan dikoreksi dengan persamaan sebagai berikut : h = x.t - 0,12/t
x
= Konstanta
yang tergantung pada volume cairan, jari-jari kapiler, panjang pipa, gravitasi
dan lain-lain
t
=
Waktu yang terukur
Selain
dengan metode viskositas Ostwald untuk menghitung hdapat pula
menggunakan metode viskositas bola jatuh.
Pada
viskositas bola jatuh caranya adalah pertama-tama kita masukkan suatu cairan
(yang akan diukur viskositasnya) kedalam sebuah tabung. Lalu sebuah bola kecil
(dengan massa jenis dan diameter diketahui) dijatuhkan diatas permukaan cairan
(Vo = nol). Gerakan bola mula-mula turun dipercepat sampai jarak tertentu
setelah itu gerakan bola menjadi beraturan. Selama pergerakan bola mengalami
gaya gesek (Fr) dan gaya apung (Fa). Mula-mula Fr = m.a kemudian F(y) = 0 (y =
konstan) sehingga W = Fa + Fr (sesuai dengan gambar II.3)
 |
||
 |
||
Gambar. II.3 Viskositas bola
jatuh
Pada kecepatan konstan, gaya gesek
bergantung pada h
menurut dalil Stokes :
Fr = G.p.h.r.v
dimana
: Fr =
Gaya gesek
h = Koefisien
viskositas
r = Jari-jari bola
v = Kecepatan konstan
G = mg = 4/3 p r3 d (rbola - rcair) =
G p h r
v
Jadi
menurut dalil stokes koefisien viskositas dihitung dengan rumus :
Untuk bola kebawah :
2 g r2 (rbola - rcair)
h =
g . v
Untuk bola keatas :
2 g r2 (rcair - rbola)
h =
g . v
Dari
persamaan diatas dapat diturunkan persamaan apabila r bola dibanding r tabung
tidak terlalu kecil maka akan diberi ralat :
Fr = (1+1,36 r/B) dengan r =
jari-jari tabung sebelah dalam
Sehingga
persamaan diatas menjadi :
N . (rbola - rcair)
h =F . v
dimana N = 2 r2 g/9
BAB
III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 ALAT DAN BAHAN
·
Viskosimeter Ostwald dengan
perlengkapan 1 set
·
Gelas ukur 2 buah
·
Cairan yang akan ditera
·
Pipet 1 buah
·
Viskosimeter bola jatuh dengan
perlengkapan 1 set
·
Bola kaca dan besi
·
Mikrometer 1 buah
·
Stop watch 1 buah
3.2 CARA KERJA
A.
Viskosimeter Ostwald
1. Meletakkan
viskometer ostwald dengan posisi vertikal terhadap meja
Ke penghisap
Mulut
Penyumbat T
S |
|
|||||
|
||||||
|
||||||
Gambar. III.1 Viskosimeter Ostwald
2. Membersihkan
tabung viskosimeter
3. Menuangkan
3 ml alkohol yang telah ditera melalui mulut Q
4. Memindahkan
alkohol melalui kapiler R sampai batas titik T dengan bantuan penghisap.
5. Setelah
itu buka tutup udara sehingga permukaan alkohol turun sampai titik S, catat
waktu tempuh yang diperlukan alkohol turun dari titik T ke S
6. Lakukan
langkah 4-5 sampai lima kali
7. Setelah
selesai bersihkan tabung dan tutup dengan sumbat
B. Viskosimeter Bola Jatuh
Permukaan
cairan
10 cm |
50 cm
75 cm
 |
Gambar. III.2 Viskosimeter Bola Jatuh
1. Ukurlah
diameter bola (kaca dan besi) dengan mikrometer
2. Tentukan
batas atas (sekitar 10 cm dari permukaan zat cair)
3. Tentukan
batas bawah ( 50 dan 75 cm dari batas atas )
4. Jatuhkan
bola dari permukaan zat cair
5. Ukurlah
waktu turun bola mulai dari batas atas sampai batas bawah
6. Ulangi
untuk setiap bola dan tiap batas bawah langkah 4-6 sebanyak 5 kali
BAB
IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 ANALISA DATA
A. Viskosimeter Oswald
Tabel A. Untuk Alkohol
(warna pipa kapiler : merah)
|
No.
|
T-S (cm)
|
t (det)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
|
1.
|
2
|
5,9
|
- 0,06
|
0,0036
|
|
|
2.
|
2
|
5,8
|
- 0,16
|
0,0036
|
|
|
3.
|
2
|
6
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
4.
|
2
|
6
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
5.
|
2
|
6,1
|
0,14
|
0,0196
|
|
|
|
t = 5,96
|
|
å(t-t)2
= 0,052
|
||
Ralat mutlak = (
0,052 / 20 )1/2 = 0,051
Ralat nisbi = ( 0,051 / 5,96 ) .100% =
0,86%
keseksamaan = 100% - 0,86%
= 99,14%
viskositas = x.t – 0,12 / t
= 0,775 – 0,12 / 5,96 = 0,75
dyne.dt/cm2
B. Viskosimeter
Bola Jatuh
Diameter bola besi = 7,87 mm
Diameter
bola kaca = 13,65 mm
Tabel B.1.1 Untuk Cairan Oli SAE 40
|
Bola Besi
|
||||||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||||||
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|||||
|
1.
|
0,97
|
0,02
|
0,0004
|
|
1,5
|
0,16
|
0,0256
|
|||||
|
2.
|
0,91
|
-
0,04
|
0,0016
|
|
1,1
|
-
0,24
|
0,0576
|
|||||
|
3.
|
1,00
|
0,05
|
0,0025
|
|
1,4
|
0,06
|
0,0036
|
|||||
|
4.
|
0,91
|
-
0,04
|
0,0016
|
|
1,4
|
0,06
|
0,0036
|
|||||
|
5.
|
0,95
|
0,00
|
0,0000
|
|
1,3
|
-
0,04
|
0,0016
|
|||||
|
|
t =0,95
|
|
å(t-t)2=0,0061
|
|
t=1,34
|
|
å(t-t)2=
0,092
|
|||||
Untuk ketingggian 50 cm
Ralat Mutlak = ( 0,0061 / 20 )1/2 = 0,02
Ralat Nisbi = (0,02 / 0,95) . 100% = 2,1%
Keseksamaan = 100% -
2,1% = 97,9%
33,721 x ( 7,8 – 0,89 )
Viskositas
=
1,535 x ( 50 / 0,95)
= 2,71 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (0,0092
/ 20 )1/2 = 0,07
Ralat Nisbi = (0,07 / 1,34) . 100% = 5,22%
Keseksamaan = 100% -
5,22% = 94,78%
33,721 x ( 7,8 – 0,89 )
Viskositas
=
1,535 x ( 75 / 1,34 )
= 2,88 dyne.dt/cm2
Tabel B.1.2 Untuk Cairan Oli SAE 40
|
Bola Kaca
|
||||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
||||
|
1.
|
2,3
|
0,16
|
0,0256
|
|
3,3
|
0,12
|
0,0144
|
|||
|
2.
|
2,15
|
0,01
|
0,0001
|
|
3,4
|
0,22
|
0,0484
|
|||
|
3.
|
2,04
|
-
0,1
|
0,01
|
|
3,2
|
0,02
|
0,0004
|
|||
|
4.
|
2
|
-
0,14
|
0,0196
|
|
2,9
|
-
0,28
|
0,0784
|
|||
|
5.
|
2,2
|
0,6
|
0,36
|
|
3,1
|
-
0,08
|
0,0064
|
|||
|
|
t
= 2,14
|
|
å(t-t)2
=0,2353
|
|
t = 3,18 |
|
å(t-t)2=0,0148 |
|||
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,2353 / 20 )1/2 = 0,11
Ralat Nisbi = ( 0,11 / 2,14 ) . 100% = 5,14%
Keseksamaan = 100% -
5,14% = 94,86 %
101,44 x ( 2,52 – 0,89 )
Viskositas
=
1,928 x ( 50 / 2.14 )
= 3,276 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,0148 / 20 )1/2 = 0,027 = 0,03
Ralat Nisbi = ( 0,03 / 3,18 ) .100% = 0,94%
Keseksamaan = 100% -
0,94% = 99,06%
101,44 x ( 2,52 – 0,89 )
Viskositas
=
1,928 x ( 75 / 3,18 )
= 2,88 dyne.dt/cm2
Tabel B.2.1 Untuk Cairan Oli SAE 30
|
Bola Besi
|
||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||
|
T(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
||
|
1.
|
0,7
|
-
0,08
|
0,0064
|
|
0,85
|
-
0,05
|
0,0025
|
|
|
2.
|
0,79
|
0,01
|
0,0001
|
|
1,1
|
0,2
|
0,04
|
|
|
3.
|
0,8
|
0,02
|
0,0004
|
|
0,8
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
|
4.
|
0,82
|
0,04
|
0,0016
|
|
0,86
|
-
0,05
|
0,0025
|
|
|
5.
|
0,8
|
0,02
|
0,0004
|
|
0,89
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
|
|
t
= 0,78
|
|
å(t-t)
= 0,0089
|
|
t
= 0,9
|
|
å(t-t)2
= 0,0452
|
|
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,0089 / 20 )1/2 = 0,02
Ralat Nisbi = ( 0,02 / 0,78 ) . 100% = 2,56%
Keseksamaan = 100% -
2,56% = 97,44%
33,721 x ( 7,8 – 0,89 )
Viskositas
=
1,535 x ( 50 / 0,78 )
= 2,37 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,0452 / 20 )1/2 = 0,048
Ralat Nisbi = (0,048 / 0,9 ) . 100% = 5,33%
Keseksamaan = 100%
- 5,33% = 94,67%
33,721 x ( 7,8 – 0,89 )
Viskositas
=
1,535 x ( 75 / 0,9 )
= 1,82 dyne.dt/cm2
Tabel B.2.2 Untuk Cairan Oli SAE 30
|
Bola Kaca
|
|||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
||||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|||
|
1.
|
2
|
0,09
|
0,0081
|
|
2,8
|
0,2
|
0,04
|
||
|
2.
|
1,95
|
0,04
|
0,0016
|
|
2,3
|
-
0,3
|
0,09
|
||
|
3.
|
1,85
|
-
0,06
|
0,0036
|
|
2,7
|
0,1
|
0,01
|
||
|
4.
|
1,9
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
2,72
|
0,1
|
0,01
|
||
|
5.
|
1,87
|
-
0,04
|
0,0016
|
|
2,7
|
0,1
|
0,01
|
||
|
|
t= 1,91 |
|
å(t-t)2 = 0,015 |
|
t
= 2,6
|
|
å(t-t)2
= 0,16
|
||
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,015 / 20 )1/2 = 0,027 = 0,03
Ralat Nisbi = ( 0,03 / 1,91 ) . 100% = 1,57%
Keseksamaan = 100% -
1,57% = 98,43%
101,44 x ( 2,52 – 0,89 )
Viskositas
=
1,928 x ( 50 / 1,91 )
= 3,67 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,16 / 20 )1/2 = 0,089 = 0,09
Ralat Nisbi = ( 0,09 / 2,6 ) .100% = 3,46%
Keseksamaan = 100% -
3,46% = 96,54%
101,44 x ( 2,52 – 0,89 )
Viskositas
=
1,928 x ( 75 / 2,6 )
= 3,636 dyne.dt/cm2
Tabel B.3.1 Untuk Cairan Parafin
Bola Besi |
||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
T(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
||
|
1.
|
0,5
|
0
|
0
|
|
0,6
|
0,03
|
0,0009
|
|
|
2.
|
0,52
|
0,02
|
0,0004
|
|
0,55
|
-
0,02
|
0,0004
|
|
|
3.
|
0,49
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
0,58
|
0,01
|
0,0001
|
|
|
4.
|
0,51
|
0,01
|
0,0001
|
|
0,57
|
0
|
0
|
|
|
5.
|
0,47
|
-
0,03
|
0,0009
|
|
0,55
|
-
0,02
|
0,0004
|
|
|
|
t
= 0,5
|
|
å(t-t)2
= 0,0015
|
|
t
= 0,57
|
|
å(t-t)2
= 0,0018
|
|
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,0015 / 20 )1/2 = 0,009
Ralat Nisbi = ( 0,009 / 0,5 ) . 100% = 1,8%
Keseksamaan = 100% -
1,8% = 98,2%
33,721 x ( 7,8 – 0,85 )
Viskositas
=
1,535 x ( 50 / 0,5 )
= 1,57 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,0018 / 20 )1/2 = 0,009
Ralat Nisbi = ( 0,009 / 0,57 ) . 100% = 1,58%
Keseksamaan = 100%
- 1,58% = 98,42%
33,721 x ( 7,8 – 0,85 )
Viskositas
=
1,535 x ( 75 / 0,57 )
= 1,16 dyne.dt/cm2
Tabel B.3.2 Untuk
Cairan Parafin
|
Bola Kaca
|
||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
||
|
1.
|
0,9
|
0,03
|
0,0009
|
|
1,3
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
2.
|
0,81
|
-
0,06
|
0,0036
|
|
1,3
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
3.
|
0,93
|
0,06
|
0,0036
|
|
1,2
|
-
0,06
|
0,0036
|
|
|
4.
|
0,9
|
0,03
|
0,0009
|
|
1,25
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
|
5.
|
0,83
|
-
0,04
|
0,0016
|
|
1,23
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
|
|
t
=0,87
|
|
å(t-t)2
= 0,0106
|
|
t
= 1,26
|
|
å(t-t)2
=0,007
|
|
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,0106 / 20 ) 1/2 = 0,023
Ralat Nisbi = ( 0,023 / 0,78) . 100% = 2,64%
Keseksamaan = 100% - 2,64% = 97,36%
101,44 x ( 2,52 – 0,85 )
Viskositas
=
1,928 x ( 50 / 0,87 )
= 1,52 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,007 / 20 )1/2 = 0,19
Ralat Nisbi = ( 0,19 / 1,26 ) . 100% = 15,08%
Keseksamaan = 100% -
15,08% = 84,92%
101,44 x ( 2,52 – 0,85 )
Viskositas
=
1,928 x ( 75 / 1,26 )
= 1,476 dyne.dt/cm2
Tabel B.4.1 Untuk Cairan Minyak Kelapa
|
Bola Besi
|
|||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
||||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
T(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|||
|
1.
|
0,4
|
0
|
0
|
|
0,5
|
-
0,04
|
0,0016
|
||
|
2.
|
0,39
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
0,5
|
-
0,04
|
0,0016
|
||
|
3.
|
0,41
|
0,01
|
0,0001
|
|
0,
6
|
-
0,04
|
0,0016
|
||
|
4.
|
0,42
|
0,02
|
0,0004
|
|
0,55
|
0,06
|
0,0036
|
||
|
5.
|
0,38
|
-
0,02
|
0,0004
|
|
0,59
|
0,06
|
0,0036
|
||
|
|
t
= 0,4
|
|
å(t-t)2
= 0,001
|
|
t
= 0,54
|
|
å(t-t)2
=0,012
|
||
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,001 / 20 )1/2 = 0,007
Ralat Nisbi = ( 0,007 / 0,4 ) . 100% = 1,75 %
Keseksamaan = 100% -
1,75% = 98,25%
33,721 x ( 7,8 – 0,84 )
Viskositas
=
1,535 x ( 50 / 0,4 )
= 1,22 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,012 / 20 )1/2 = 0,02
Ralat Nisbi = ( 0,02 / 0,54 ) .100% = 3,7%
Keseksamaan = 100% -
3,7% = 96,3%
33.721 x ( 7,8 – 0,84 )
Viskositas
=
1,535 x ( 75 / 0,54 )
= 1,1 dyne.dt/cm2
Tabel B.4.2 Untuk Cairan Minyak Kelapa
Bola Kaca |
||||||||
|
No.
|
50
cm
|
|
75
cm
|
|||||
|
t(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
|
T(dt)
|
t-t
|
(t-t)2
|
||
|
1.
|
1,1
|
0,05
|
0,0025
|
|
1,8
|
0,14
|
0,0196
|
|
|
2.
|
1,02
|
-
0,03
|
0,0009
|
|
1,5
|
-0,16
|
0,0256
|
|
|
3.
|
1,06
|
0,01
|
0,0001
|
|
1,7
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
4.
|
1,04
|
-
0,01
|
0,0001
|
|
1,6
|
-
0,06
|
0,0036
|
|
|
5.
|
1,03
|
-
0,03
|
0,0004
|
|
1,7
|
0,04
|
0,0016
|
|
|
|
t
= 1,05
|
|
å(t-t)2
= 0,004
|
|
t
= 1,66
|
|
å(t-t)2=
0,052
|
|
Untuk ketinggian 50 cm
Ralat Mutlak = (
0,004 / 20 )1/2 = 0,014
Ralat Nisbi = ( 0,014 / 1,05 ) . 100% =
1,33%
Keseksamaan = 100% -
1,33% = 98,67%
101,44 x ( 2,52 – 0,84 )
Viskositas
=
1,928 x ( 50 / 1,05 )
= 1,22 dyne.dt/cm2
Untuk ketinggian 75 cm
Ralat Mutlak = (
0,052 / 20 )1/2 = 0,051
Ralat Nisbi = ( 0,051 / 1,66 ) .100% = 3,07%
Keseksamaan = 100% -
3,07% = 96,93%
101,44
x ( 2,52 – 0,84 )
Viskositas
=
1,928 x ( 75 / 1,66 )
= 1,1 dyne.dt/cm2
Dari
perhitungan diatas didapatkan bahwa :
Rata-rata Viskositas
Alkohol = 0,75
dyne.dt/cm2
Rata-rata Viskositas Oli
SAE-40 = 3,224
dyne.dt/cm2
Rata-rata Viskositas Oli
SAE-30 = 2,61 dyne.dt/cm2
Rata-rata Viskositas
Parafin = 1,432
dyne.dt/cm2
Rata-rata Viskositas Minyak
Kelapa = 1,533
dyne.dt/cm2
4.2
PEMBAHASAN
Dalam percobaan menggunakan Viskosimeter Oswald, yang kami
gunakan untuk mengukur viskositas alkohol setelah kami mengukur waktu yang
diperlukan untuk melewati dua titik didapatkan bahwa viskositas alkohol adalah
sebesar 0,75 dyne.dt/cm2. Perhitungan lebih lengkapnya dapat anda
lihat pada analisa data.
Untuk viskosimeter Oswald kami telah
menghitung waktu yang diperlukan oleh bola kaca dan bola besi untuk melalui
ketinggian 50 dan 75 cm untuk cairan oli SAE-40, oli SAE-30, parafin, dan
minyak kelapa sehingga dapat dihitung vikositas dari masing-masing cairan sebab
kecepatan terminalnya dapat dihitung yaitu sebesar l/t, massa jenis cairan dan
bola sudah diketahui, waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak l sudah
dihitung, percepatan gravitasi diketahui. Didapat viskositas oli SAE-40 adalah
3,224 dyne.dt/cm2, oli SAE-30 adalah 2,61 dyne.dt/cm2, parafin
adalah 1,432 dyne.dt/cm2, minyak kelapa adalah 1,533 dyne.dt/cm2.
Semuanya dalam satuan poise (dyne.dt/cm2). Perhitungan lebih
lengkapnya dapat anda simak dalam analisa data.
Dalam melakukan percobaan ini kami
menggunakan bahan/fluida yang sifatnya inkompresibel. Suatu zat cair/fluida
dikatakan bersifat inkompresibel apabila fluida tersebut diberi tekanan tidak
menunjukkan perubahan yang berarti, contoh dari fluida yang bersifat
inkompresibel antara lain oli, parafin, alkohol, minyak kelapa, dan lain-lain.
Sedangkan fluida dikatakan bersifat kompresibel apabila fluida tersebut dikenai
tekanan akan lebih besar nilai kerapatan partikelnya, salah satu contoh fluida
yang bersifat kompresibel adalah udara.
Dari
semua perhitungan diatas ternyata didapat bahwa setiap zat cair memiliki
derajat viskositas yang berbeda-beda. Perbedaan viskositas antar zat cair dalam
percobaan ini disebabkan oleh berbagai faktor yaitu :
1. Jenis
pipa kapiler ( Ostwald ; harga konstantanya )
2. Diameter
bola, massa jenis bola dan cairan, gravitasi dan kecepatan aliran zat cair
terhadap bola ( Bola Jatuh ). Diameter bola akan berpengaruh terhadap luas
permukaan bola sehingga makin luas permukaan gaya gesek yang bekerja makin
besar. Massa jenis bola dan cairan mempengaruhi gaya apung (B), sementara
gravitasi dan kecepatan aliran turun mempengaruhi gaya berat. Resultan ketiga
gaya inilah yang nantinya menjadi dasar penurunan persamaan viskositas sehingga
faktor-faktor diatas yang merupakan unsur ketiga gaya diatas berpengaruh pula
terhadap viskositas zat cair tersebut.
3. Suhu,
dimana makin tingginya suhu cairan makin berkurang derajat kekentalannya.
Peningkatan suhu disebabkan karena adanya intensitas gaya gesek antara bola
dengan zat cair. Suhu (dalam persamaan bola jatuh) tidak dicantumkan sebagai
variabel. Hal ini bukan berarti suhu tidak berpengaruh tapi karena ketika suhu
berubah maka secara tidak langsung akan mempengaruhi massa jenis zat cair.
Sehingga kita cukup memakai persamaan viskositas yang telah ada dengan terlebih
dahulu mengetahui massa jenis zat cair maupun bola pada suhu tersebut.
Kemudian untuk menyempurnakan
hasil pengukuran maka diperlukan metode ralat (mutlak dan nisbi). Yang
bertujuan untuk menunjukkan dan memperbaiki/memperkecil ketidaktelitian alat
ukur, panca indera, dsb dari praktikan. Nilai akhir perhitungan (dengan
ralatnya) menunjukkan suatu daerah nilai (toleransi) yang masih diakui sesuai
tingkat keseksamaannya.
BAB V
KESIMPULAN
Dari
semua hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa setiap cairan memiliki
karakteristik yang berbeda-beda, salah satunya adalah derajat kekentalan yang
berbeda-beda yang dinyatakan dalam viskositas cairan.
Untuk
dapat menghitung derajat kekentalan suatu zat cair ada beberapa metode yang
dapat dipakai yaitu metode “Ostwald” dan metode “Bola jatuh”. Metode “Ostwald”
memakai tabung kapiler dan biasanya dipakai untuk menghitung zat cair yang
kurang kental (alkohol,dsb) sedang metode “Bola jatuh” memakai sebuah tabung
dan bola dan biasanya dipakai untuk zat cair yang kental (SAE 40, minyak
kelapa, dsb).
Aliran zat cair akan bersifat laminer apabila zat cairnya kental dan
alirannya tidak terlalu cepat. Aliran tersebut terjadi dikarenakan adanya
gesekan antar molekul pada cairan kental tersebut, dan pada titik pusat pipa
kecepatan yang terjadi maksimum. Akibat lain adalah kecepatan rata-rata
partikel lebih kecil daripada kecepatan partikel bila zat cairnya bersifat tak
kental. Hal itu terjadi akibat adanya gesekan yang lebih besar pada zat cair
yang kental.
Di dalam metode
“Ostwald” dimana kita menganggap sifat aliran zat cair inkompresible dan
Newtonian, laminer dan steady, serta kecepatan aliran dekat dengan dinding
adalah nol maka dapat dihitung derajat kekentalannya dengan persamaan (yang
telah dikoreksi) :
h = x . t -
0,12 / t
dimana : x = konstanta yang tergantung pada jenis pipa
kapiler yang dipakai
t = waktu (detik)
Kemudian
untuk menghitung derajat kekentalan pada metode “Bola Jatuh” dapat digunakan
persamaan - persamaan sebagai berikut :
F = 1 + 1,36 r dimana : F = gaya gesek
r = jari - jari bola
Vm = S / t’ dimana : Vm = kecepatan terminal
S = jarak (Cm)
t’ = waktu rata-rata
h
= m ( r bola - r cair ) dengan m = 2 r2 g / 9
F . Vm
Adapun
derajat kekentalan yang terdapat dalam setiap cairan dipengaruhi oleh faktor -
faktor (selain semua variabel pada rumus) antara lain :
a. Aliran
zat ( laminer, datar, turbulen )
b. Temperatur - temperatur
naik viskositas turun, temperatur turun viskosiatas naik
c. Massa
jenis zat cair
d. Koefisien
kekentalan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sears
& Zemansky, “ FISIKA UNTUK UNIVERSITAS I”, edisi ke-2. Penerbit Erlangga,
Jakarta, 1994
2. Dosen-dosen
FMIPA ITS, “FISIKA DASAR I”, edisi 1997, penerbit Yayasan Pembina Jurusan
Fisika
3. Raymond
C. Binder, “Fluid Mechanics”, edisi ke-5, penerbit Prentice-Hall of India
Private,ltd. New Delhi, 1975.
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
0 comments:
Post a Comment
SIlahkan berkomentar, mari berdiskusi. Untuk bantuan atau permintaan bisa email kami. Semoga bermanfaat :)