VISKOSITAS

PERCOBAAN III

VISKOSIMETER

I.       TUJUAN

1.Untuk mengetahui kekentalan suatu cairan sampel

2.Untuk melihat pengaruh suhu terhadap kekentalan suatu cairan

3.Untuk mengetahui cara kerja viskosimeter dalam menentukan viskositas cairan.

II.    LANDASAN TEORI

Viskositas dari semua minyak,yang bersifat mineral maupun sintetik, akan berubah sejalan dengan temperature. Tahapan ketergantungan viskositas pada temperature dinamik dan viskositas kinematik akan menjadi jelas oleh laju-temperatur viskositas dan dapat dilihat pada kertas logaritma (kurva 3.4.11). Dalam apa yang disebut diagram-diagram VT, sumbu-sumbu temperature (absis) dibagi secara logaritma-tunggal dan sumbu-sumbu viskositas (ordinat ) dibagi secara logaritma-ganda. Dengan demikian ketergantungan viskositas pada temperature hamper merupakan sebuah garis lurus.

Setiap jenis minyak memiliki VT-nya sendiri. Berbagi jenis minyak menampakan perbedaan dalam diagram VT tentang letak ketinggian dan kemiringan dari kurva VT masing-masing. Semakin datar jalannya kurva, semakin kecil ketergantungan viskositas pada temperatur dan semakin tinggi indeks viskositas.

Hubungan antara viskositas dan temperature dapat pula diuraikan dengan ketinggian kutup viskositas (VPh) dan koefisien – arah m dari garis lurus viskositas. Semakin tinggi letak VPh minyak, semakin tidak menguntungkan prilaku VT – nya. Disuatu pihak tidak terdapat hubungan VPh dan m, dan VI di lain pihak. Dengan demikian tidak mungkin kita dapat menghitung dengan cukup tepat nilai yang lain. Untuk melukiskan perilaku dari suatu minyak, dewasa ini kita semakin banyak menggunakan nilai m (koefisien arah) ini. Nilai ini merupakan

sebuah ukuran untuk kemiringan dari garis viskositas yang dalam diagram menunjukan hubungan antara log T dan log v. semakin kecil nilai m suatu minyak, semakin datar garis lurus akan melaju dan akan semakin baik prilaku VT – nya. Untuk perkiraan – perkiraan teknis, persamaan berikut untuk viskositas dinamik pada sebuah temperatur tertentu adalah mencukupi ;

Ƞ_t = Ƞ₂₀ (20/t)^k ……………………(2.1)

Dalam hal ini Ƞ₂₀  adalah viskositas dinamil pada 20⁰ C, k adalah eksponen derajat untuk temperatur – temperatur minyak dari 10 hingga 70⁰ dan t temperature ukur dalam ⁰C.

-          Nilai k untuk minyak – minyak hidraulik :

-          Minyak mesin k = 2,08 hingga 2,55,

-          Minyak turbin k = 1,88 hingga 1,95,

-          Minyak – poros k = 1,63 hingga 1,82.                                   

Hubungan tekanan p yang meningkat terhadap minyak, viskositas minyak pun akan naik pula, di mana pada tekanan di atas 100 bar kita hendaknya jangan mengabaikan hal ini. Bahwa kenaikan tekanan ini bisa sangat besar. Di sini perubahan viskositas minyak dinamik (0,42 cm² /s pada 50⁰ ) diberkan pada tekanan – tekanan dari p = 0 hingga 1000 bar ( pada 50⁰ C dan 100⁰ ). Ketergantungan pada tekanan p dapat kira-kira dihitung dari:

Ƞ = Ƞ₀ . e^b.p [Pa . s]...................………(2.2)

Disini Ƞ₀ adalah viskositas permulaan pada tekanan atmosfer (misalnya 1,013 bar); b adalah faktor – tekan viskositas (factor VP),yang bergantung pada jenis minyak, temperatur t, tekanan p. Nilai dari koefisien b akan turun dengan meningkatnya tekanan dan temperature. Ketergantungan viskositas pada tekanan dan menyebutkan nilai – nilai b yang berhubungan dengan itu pada suatu temperatur yang constant ( t = 37,8⁰ C). karena kerapatan ϱ minyak akan bertambah dengan meningkatnya tekanan p, viskositas – dinamik Ƞ harus pula bertambah; hal ini menjadi jelas dari persamaan Ƞ = v . ϱ. Pada minyak – minyak yang viskositasnya lebih tinggi ,peningkatan ini jauh lebih besar dibanding pada minyak – minyak yang viskositasnya lebih rendah.

Pada tekanan – tekanan 100 bar tidak perlu ditunjukan perhatian terhadap kenyataan ini. Tetapi pada tekanan – tekanan yang lebih tinggi lagi kenaikan viskositas memiliki nilai, yang tentu saja pada penghitungan – penghitungan cermat tidak boleh diabaikan lagi. Peningkatan  kerapatan tidak akan berpengaruh terhadap viskositasnya v, minyak. Hal ini dapat dengan jelas dari persamaan berikut :

 …………(2.3)

 (Thomas.Krist, 1991)   

Viskositas ( kekentalan ) fluida besarnya dapat ditentukan melalui pengukuran terhadap tingkat hambatan yang ditimbulkan pada aliran fluida yang bersangkutan. Viskositas merupakan properti dari semua fluida nyata dan viskositas inilah yang membedakan fluida nyata dan fluida ideal (fluida tak bervikositas). Hambatan geser terukur sebagai gaya geser total. Satuan tegangan geser adalah gaya geser per satuan luas. Postula newton menyatakan bahwa tegangan geser dalam fluida sebanding dengan tingkat perubahan kecepatan pada suatu potongan melintang aliran. Tingkat perubahan kecepatan ini disebut gradien kecepatan yang juga merupakan tingkat perubahan waktu pada deformasi sudut.

Kecepatan bervariasi pada arah z (arah vertikal) dan kurva yang menghubungkan kepala vektor kecepatan disebut profil kecepatan. Gradien kecepatan pada setiap harga z didefinisikan dengan persamaan.                        

  ………………….....…(2.4)

Persamaan 1.3 mencerminkan kemiringan garis singgung di suatu titik yang terdapat pada profil kecepatan. Untuk fluida dengan viskositas tinggi dan aliran fluida dalam kecepatan rendah maka fluida mengalir dalam lapisan yamg paralel dan untuk aliran ini tegangan geser  ґ  pada setiap harga z adalah,

ґ = µ  ………………….…………..(2.5)

dengan µ adalah factor proporsionalitas (kesebandingan) yang dikenal dengan nama viskositas dinamik.Viskositas dinamik µ ditunjukkan sebagai perbandingan antara tegangan geser dan gradient kecepatan. Oleh karena itu dimensinya adalah gaya dikali dengan waktu per satuan luas atau massa per satuan panjangdan waktu. Dalam sistem SI tentang  satuan, tegangan geser diberi satuan N/m² dan gradien kecepatan dengan satuan (m/dt)/m. Oleh karena itu satuan dari viskositas dinamik adalah sebagai berikut :

………..………(2.6)

 Viskositas kinematik  (v) didefinisikan sebagai perbandingan antara viskositas dinamik dan rapat massa :

…………………..………………………(2.7)

Satuan dari viskositas kinematic (v) adalah luas persatuan waktu (m² /dt). Viskositas kinematik dari satuan cairan merupakan fungsi temperatur. Bentuk hubunhan sederhana dari viskositas kinematic (v) dalam hubungannya dengan temperature (Te) adalah :

  (Te dalam ⁰C)…………………(2.8)

Suatu fluida dengan besaran viskositas dinamik bergantung sedikit dari tekanan serta tidak bergantung dari tingkat geser disebut fluida Newtonian. Perilaku viskositas untuk fluida tersebut digambarkan dengan persamaan (1.4) grafik yang menghubungkan antara tegangan geser dan tingkat gesr (gradien kecepatan) adalah garis lurus yang melalui titik asa. Fluida dengan perilaku viskositas tidak sesuai dengan persamaan (1.4) disebut fluida non – Newtonian dibagi dalam tiga kelompok yaitu :

a.       Fluida dengan tegangan geser yang hanya bergantung dari tingkat geser saja sehinnga hubungan hubungan antar keduanya tidak linear. Kondisi ini tidak bergantung pada waktu.

b.      Fluida dengan tegangan geser yang bergantung tidak hanya tingkat geser, namun juga terhadap waktu setelah fluida mengalami gesekan atau bergantung juga dari keadaan fluida sebelumnya.

c.       Fluida viskositas kenyal yang memperlihatkan dua sifat yaitu sebagai benda pada kenyal dan fluida berviskositas      

       (Lalu.Makrup, 2001)

Sifat – sifat kerapatan dan berat jenis adalah ukuran dari “beratnya” sebuah fluida. Namun jelas sifat – sifat ini saja tidak cukup untuk mengkarakteristikan khas bagaimana fluida berprilaku karena dua fluida (misalnya air dan minyak yang memiliki kerapatan hampir sama memiliki perilaku yang berbedauntuk menentukan sifat tambahan ini. Tinjaulah suatu eksperimen hipotetik dimana sebuah bahan diletakakan di antara dua pelat sejajar yang sangat leba. Jika sebuah benda padat, seperti baja, yang ditempatkan diantara kedua pelat dan dibebani dengan gaya P seperti yang ditunjukan, pelat atas akan berpindah sejauh jarak kecil,  menuju kedudukan baru AB’. Kita perhatikan bahwa untuk melawan gaya yang bekerja,P, sebuah tegangan geser, , akan timbul pada pertemuan permukaan (antarmuka) antara pelat – bahan, dan untuk terjadinya kesetimbangan  dimana A adlah luas efektif pelat atas. Telah diketahui secara luas bahwa untuk benda – benda padat yang elastis seperti baja, perpindahan sudut kecil,  (disebut regangan geser) sebanding dengan tegangan geser, , yang timbul pada bahan.

Apa yang akan terjadi jika bahan padat tadi diganti dengan fluida seperti air? kita akan melihat perbedaan besar. Ketika gaya P diberikan pada pelat atas, pelat tewrsebut akan bergerak secara kontiniu dengan kecepatan U (setelah gerakan transien hilang) perilaku ini konsisten dengan definisi sebuah fluida yaitu apabila diberikan tegangan geser pada sebuah fluida, maka fluida tersebut akan berdeformasi secara kontiniu. Pemeriksaan lebih dalam terhadap gerakan antara kedua pelat akan menunjukan bahwa fluida yang bersentuhan dengan  pelat atas bergerak dengan kecepatan, U, dan fluida yang bersentuhan dengan pelat yang bawahtetap memiliki kecepatan nol. Fluida diantara kedua pelat bergerak dengan kecepatan  yang akan berubah secara linear. . Seperti di ilustrasikan .jadi sebuah gradient kecepatan, ,  terbentuk dalam fluida antara pelat – pelat tersebut. Dalam kasus khusus ini, gradient kecepatan adalah konstan karena , tetapi di dalam situasi aliran yang lebih rumit, persoalannya tidak selalu demikian. Pengamata ekperimental bahawa fluida melekar pada kondisi tanpa slip (no – slip condition). Seluruh fluida, baik cairan maupun gas memenuhi kondisi ini.

      Dalam pertambahan waktu yang kecil, , garis vertkal semu AB pada fluida akan berotasi sebesar sudut, , sehingga 

 ……………………(2.9)

Karena , maka

 ……………………………(2.10)

Kita perhatikan dalam hal ini,  adalah fungsi dari bukan hanya P tetapi juga waktu. Jadi, tidaklah beralasan untuk mencoba menghubungkan regangan geser,  dengan  seperti yang dilakukan benda padat. Namun akan lebih mempertimbangkan laju perubahan  dan mendefinisikan laju regangan geser 𝛾, sebagai,

………………………(2.11)

yang dalam hal ini sama dengan,

……………………………(2.12)

Kelanjutan dari eksperimen ini akan menunjukan bahwa jika tegangan geser, meningkat dengan meningkatkan  P (ingat bahwa ),maka laju regangan geser akan meningkat brtbanding langsung – artinya

……………………………………(2.13)

atau

 ……………………………………(2.14)

Hasil ini menunjukan bahwa untuk fluida fluida biasa seperti air, minyak, bensin, dan udara, tegangan dan laju geser (gradient kecepatan) dapat dikaitkan dengan suatu hubungan dalam bentuk

…………………………………(2.15)

Dimana konstan kesebandingannya disimbolkan dengan huruf yunani µ dan disebut dengan viskositas mutlak, viskositas dinamik,atau viskositas dari fluida tersebut. Berhubungan dengan persamaan 1.9, grafik antara  terhadap  harus linear dengan kemiringan sama dengan viskositas tersebut seperti yang diilustrasikan pada gambar 1.4. nilai viskositas yang sebenarnya tergantung dari fluida tertentu,dan untuk setiap fluida tertentu pula viskositasnya sangat tergantung pada temperature seperti yang di ilustrasikan pada gambar 1.4 dengan dua kurva untuk air. Fluida – fluida yang tegangan gesernya berhububgan linier terhadap laju regangan geser.                                               

      (Bruce Munson, 2004)

Viskositas didefinisikan dengan mudah meninjau sebuah eksperimen sederhana. gambar 14.1 memperlihatkan dua pelat rata yang dipisahkan oleh sebuah lapisan flida yang tipis. Jika pelat sebelah bawah dipegang tetap, maka sebuah gaya diperlukan untuk menggerakkan pelat sebelah atas pada laju konstan. Gaya ini diperlukan untuk mengatasi gaya kental yang ditimbulkan oleh cairan itu dan gaya ini lebih besar untuk fluida yang sangat kental, seperti sirop gula, daripada untuk suatu fluida yang kurang kental, seperti air.

Gaya F yang diamati ternyata sebanding dengan luas pelat A dan dengan kecepatan pelat atas  dan berbanding terbalik dengan pemisahan pelat  :

……………………………(2.16)

      Nilai banding  adalah gradient kecepatan, dab konstanta kesebandingan  (huruf yunani eta) adalah viskositas. Semakin besar viskositas maka semakin besar gaya yang diperlukan untuk menggerakan pelat itu pada laju konstan. Dari persamaan ini, dimensi, yang dinyatakan oleh kurung ( ), dari viskositas itu adalah

 ………………………………(2.17)

Tabel 14.1 mendaftarkan beebrapa viskositas khas. Biasanya, jika temperatur berkurang, maka cairan menjadi lebih kental, seperti yang mudah diamati di dalam oli mesin,madu,dan fluida kental lainnya. Bertentangan dengan itu,gas biasanya menjadi kurang kental jika temperaturnya rendah. Karena gaya kental biasanya adalah lebih kecil, maka fluida sering digunakan sebagai pelumas untuk mengurangi gesekan.      

                                                                                                 (Joseph W. Kane, 1978)

Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan  fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah ketebalan atau pergesekan internal. Oleh karena itu, air yang tipis, memiliki viskositas lebih rendah, sedangkan madu yang tebal, memiliki viskositas  yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.

      Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.

Studi dari bahan yang mengalir disebut Rheologi, yang termasuk viskositas dan konsep yang berkaitan. 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 didalamnya 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.

Viskositas gaya tarik menarik antarmolekul yang besar dalam cairan menghasilkan viskositas yang tinggi. Koefisien viskositas didefinisikan sebagai hambatan pada aliran cairan. Gas juga memiliki viskositas, tetapi nilainya sangatkecil. Dalam kasus tertentu viskositas gas memiliki peran penting, misalnya dalam peawat terbang. Viskositas cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggo daripada yang partikelnya kecil dan bentuknya teratur. Semakin tinggi suhu cairan, semakin kecil viskositasnya. Dua poin ini dapat dijelaskan dengan teori kinetik. Tumbukan antara partikel yang berbentuk bola atau dekat dengan bentuk bola adalah tumbukan elastik atau hampir elastik.  Namun, tumbukan antara partikel yang bentuknya tidak beraturan cenderung tidak elastik. Dalam tumbukan tidak elastik, sebagian energi translasi diubah menjadi energi vibrasi, dan akibatnya partikel menjadi lebih sukar bergerak dan cenderung berkoagulasi. Efek suhu mirip dengan efek suhu pada gas. Koefisien viskositas juga kadang secara singkat disebut dengan viskositas dan diungkapkan dalam N s m-2 dalam satuan SI. Bila sebuah bola berjari-jari r bergerak dalam cairan dengan viskositas η dengan kecepatan U,hambatan D terhadap bola tadi diungkapkan sebagai.

D = 6πhrU ………………………………………(2.18)

Persamaan Navier-Stokes memiliki bentuk persamaan diferensial yang menerangkan pergerakan dari suatu fluida. Persaman seperti ini menggambarkan hubungan laju perubahan suatu variabel terhadap variabel lain. Sebagai contoh, persamaan Navier-Stokes untuk suatu fluida ideal dengan viskositas bernilai nol akan menghasilkan hubungan yang proposional antara percepatan (laju perubahan kecepatan) dan derivatif tekanan internal.

Hubungan ini (hukum Stokes) ditemukan oleh fisikawan Inggris Gabriel Stokes (1819-1903). Koefisien kekentalan suatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh di dalam fluida tersebut. Viskositas gaya gesek yang bekerja pada suatu benda yang bergerak relatif terhadap suatu fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif benda terhadap fluida

F = – b . v……………………………(2.19)

 Khusus untuk benda yang berbentuk bola dan bergerak dalam fluida yang sifat-sifatnya tetap, gaya gesek tersebut memenuhi hukum Stokes yang akan diberikan seperti berikut ini,

F = -6 𝜋 ƞ r v ……………….……………(2.20)

Hukum Stokes di atas berlaku bila :

1. Fluida tidak berolak (tidak terjadi turbulensi).

2. Luas penampang tabung tempat fluida cukup besar dibanding ukuran bola.

Bila sebuah benda padat berbentuk bola dengan jari-jari r dimasukkan ke dalam zat cair tanpa kecepatan awal bola tersebut akan begerak ke bawah mula-mula dengan percepatan sehingga kecepatannya bertambah.Dengan bertambahnya kecepatan maka gaya gesek fluida akan membesar, sehingga suatu saat bola akan bergerak dengan kecepatan tetap.

Viskositas adalah sebuah ukuran penolakan sebuahfluidterhadap perubahan bentuk di bawahtekanan shear . Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakanterhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada alirandan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekanfluid. Air memilikiviskositarendah,swedangkan minyaksayur memiliki viskositas tinggi.Setiap benda yang bergerrelatif terhadap benda laiselalu mengalami gesekan(gaya gesek). Sebuah benda yang bergerak di dalam fluida juga mengalami gesekan. Halini disebabkan oleh sifat kekentalan (viskositas) fluida tersebut. Koefisien kekentalansuatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh didalam fluida tersebut.

Aliran viskositas dalam berbagai masalah keteknikan pengaruh dari viskositas pada aliran adalah kecil, dan dengan demikian diabaikan. Cairan kemudian dinyatakan sebagai tidak kental atau sering kali ideal dan  diambil sebasar nol. Tetapi kalau istialh aliran viskos dipakai, ini berarti bahwa viskositas tidak diabaikan.

            Kecepatan (velocity). Dalam aliran viskos hukum dasarnya adalah bahwa kecepatan fluida pada tepi batas harus  sama dengan kecepatan ditepi batas itu, sebaliknya ada gradien kecepatan sangat kecil disebelah tepi batas dan suatu tegangan geseran tak hingga.

            Tegangan geser . telah diketahui benar bahwa cairan yang tidak bergerak memiliki tegangan geser, karena dalam tegangan keseluruhan mereka mempunyai tegangan geser berubah bentuk untuk mengisi tempatnya bagaimana pun juga bentuknya. Akan tetapi ketika sedang bergereak mereka mempunyai tegangan geser, karena kalau R adalah hambatan viskos yang terjadi meliputi luas A tegangan geser adalah R/A =  dv/dy. Berdasarkan pernyataan tiu kalau sebuah elemen berubah empat segi panjang ke jajaran genjang ABCD  dalam waktu dt, maka d  /dt = dv/dy, dan R/A  d /dt. Dalam cairan, dengan demikian tegangan geser  adalah sebanding dengan kecepatan beban geser. Dapat diingat bahwa untuk benda dapat kenyal, tegengan geser  beban geser. Untuk menentukan sifat tambahan ini tinjaulah suatu eksperimen hipotek dimana sebuah bahan diletakkan diantara dua pelat sejajar yang sangat lebar. Pelat bawah dipasang tetap tetapi pelat atas dapat bergerak bebas. Jika sebuah benda padat seperti baja yang ditempatkan diantara kedua pelat dan dibebani dengan gaya P, pelat atas akan berpindah sejauh jarak kecil  dengan mengasumsikan benda padat tersebut secara  mekanik ditelatkan pada pelat pelat. Pada pengamatan eksperimental bahwa fluida melekat pada batas padat sangat penting dalam mekanika fluida dan biasanya disebut sebagai kondisi tanpa slip (noslip condition). Seluruh fluida baik cairan maupun gas, memenuhi kondisi ini.

Viskometer adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan oleh suatu cairan. Kebanyakan viscometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler), bila cairan itu mengalir cepat maka viskositas cairan itu rendah (misalnya cair) dan bila cairan itu mengalir lambat maka dikatakan viskositasnya tinggi (misalnya madu). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas

 (http://www.scribd.com/doc/78624717/New-Microsoft-Office-Word-Document)

V. GAMBAR PERCOBAAN

                         

VI DATA PERCOBAAN

Sampel	Suhu(T)	t 1( detik)	t 2(detik)	t 3( detik)	t 4( detik)	Trata
Minyak Bimoli	Tkamar=300	1,2	1,25	1,25	1,2	1,225
	350	1,2	1,1	1,25	1,2	1,188
	450	1,1	1	1	1	1,05
	550	0,9	1	0,9	0,9	0,925
Minyak Rem Jumbo	Tkamar=300	0,2	0,5	0,4	0,8	0,475
	350	0,5	0,5	0,4	0,5	0,475
	450	0,3	0,7	0,5	0,5	0,5
	550	0,3	0,2	0,3	0,3	0,275

NB : Semakin tinggi suhu suatu zat cair, maka semakin rendah tingkat viskositas zat tersebut.

gr/cm

= 0,8gr/cm

10,5 cm

  

gr/cm

                                                                                                       Medan, 18 Oktober 2012

Asisten                                                                                                       Praktikan

( Jekson Sitanggang )                                                                     (Rinto Pangaribuan)

VII. ANALISA DATA

1. Menentukan viskositas dari masing- masing sampel

     - Sampel Bimoli

        K = 0,5 mPa s/gs

 ρ_b = 7,9 gr/cm³

        ρ_c =  0,85 gr/cm³

·      t₁ rata-rata = 1,225 s                       (suhu 30⁰)

η₁ = t₁ (ρ_b - ρ_c) k

                 = 1,225 (7,9 – 0,85) 0,5

= 4,318 poise

·      t₂ rata-rata = 1,188 s                       (suhu 35⁰)

η₂ = t₂ (ρ_c – ρ_b) k

 = 1,188 (7,9 – 0,85) 0,5

 = 4,187 poise

·      t₃ rata-rata = 1,05s                          (suhu 45⁰)

η₃ = t₃ (ρ_c – ρ_b) k

                 = 1,05 (7,9 – 0,85) 0,5

= 3,701 poise

·      t₄ rata-rata = 0,925 s                       (suhu 55⁰)

η₄ = t₄ (ρ_c – ρ_b) k

                 = 0,925 (7,9 – 0,85) 0,5

= 3,260  poise

    - Sampel Rem Jumbo

        K = 0,5 mPa s/gs

 ρb = 7,9 gr/cm³

        ρc = 1,05 gr/cm³

·      t₁ rata-rata = 0,475 s                       (suhu 30⁰)

η₁ = t₁ (ρ_c – ρ_b) k

                 = 0,475 (7,9 – 1,05) 0,5

= 1,626 poise

·      t₂ rata-rata = 0,475 s                       (suhu 35⁰)

η₂ = t₂ (ρ_c – ρ_b) k

                 = 0,475 (7,9 – 1,05) 0,5

= 1,626 poise

·      t₃ rata-rata = 0,5s                            (suhu 45⁰)

η₃ = t₃ (ρ_c – ρ_b) k

                 =  0,5 (7,9 – 1,05) 0,5

= 1,712 poise

·      t₄ rata-rata = 0,275s                                    (suhu 55⁰)

η₄ = t₄ (ρ_c – ρ_b) k

                 = 0,275 (7,9 – 1,05) 0,5

= 0,941 poise

2. Menentukan kecepatan relatif bola pada masing-masing sampel

          R = 0,765 cm

g = 980 cm/s²

    - Sampel Bimoli

·      υ₁ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (7,05) 980

= 208,00 cm/s

·      υ₂ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (7,05) 980

= 214,52 cm/s

·      υ₃ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (7,05) 980

= 242,68 cm/s

·      υ₄ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (0,85 – 7,9) 980

=  (7,05) 980

= 275,51 cm/s

    - Sampel Rem Jumbo

·      υ₁ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (6,85) 980

= 534,88 cm/s

·      υ₂ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (6,85) 980

= 534,88 cm/s

·      υ₃ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (6,85) 980

= 509,74 cm/s

·      υ₄ =    (ρ_c – ρ_b) g

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (1,05 – 7,9) 980

=  (6,85) 980

= 927,40 cm/s

3. Menghitung gaya gesek untuk sampel

     - Sampel Bimoli

·      Fυ₁  = -6𝜋Rυ₁η₁

= -6 x 3,14 x 0,765 x 208,00 x

                        = -12944,59 dyne

·      Fυ₂ = -6𝜋Rυ₂η₂

  = -6 x 3,14 x 0,765 x 214,52 x 4,187

  = -12945,33 dyne

·      Fυ₃ = -6𝜋Rυ₃η₃

  = -6 x 3,14 x 0,765 x 242,68  x 3,701

  = -12944,80 dyne

·      Fυ₄  = -6𝜋Rυ₄η_4s

= -6 x 3,14 x 0,765 x 275,51 x 3,260  

= -12944,86 dyne

- Sampel Rem Jumbo

·      Fυ₁  = -6𝜋Rυ₁η₁

= -6 x 3,14 x 0,765 x534,88  x 1,626

= -12534,85 dyne

·      Fυ₂  = -6𝜋Rυ₂η₂

= -6 x 3,14 x 0,765 x534,88  x 1,626

=  -12534,85 dyne

·      Fυ₃  = -6𝜋Rυ₃η₃

= -6 x 3,14 x 0,765 x 509,74 x 1,712

= -1257,51 dyne

·      Fυ₄  = -6𝜋Rυ₄η₄

= -6 x 3,14 x 0,765 x 927,40  x 0,941

= -12577,64 dyne

III. PERALATAN DAN FUNGSI

     A.   Alat

            1. Viskosimeter       : berfungsi untuk menentukan kekentalan cairan

            2. Neraca                : berfungsi untuk mengukur berat bola besi dan takaran

            3. Stopwatch          : berfungsi untuk mengukur waktu

            4. Thermometer      : berfungsi untuk mengukur suhu cairan

            5.  Beaker Gelas     : berfungsi untuk mengukur volume ciran

                 6. Bola besi             : berfungsi untuk indikator kekentalan caairan

                 7. Tangki pemanas  : berfungsi untuk memanaskan cairan

            B. Bahan

                 1. Bimoli

                 2. Oli Meditran

                 3. Oli Mesran Super

                 4. Rinso

                 5. Es Batu

IV. PROSEDUR OERCOBAAN

1.      Siapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan

2.      Dibersihkan peralatan

3.      Diukur beaker gelas dan sampel yang akan digunakan pada neraca

4.      Dirangkai semua peralatan dengan benar dan baik

5.      Diisi sampel ( bimoli,meditran ) kedalam tabung viskositas

6.      Diisi air pada tangki pemanas sampai batas  yang ditentukan

7.      Dihidupkan tombol pengatur Temperatur

8.      Diukur suhu sampai suhu ( 30,35,45,dan 55)

9.      Dimasukkan bola pada pipa kapiler yang telah diisi sampel

10.  Diukur waktu yang dibutuhkan untuk bola mencapi kebawah

11.  Dicatat hasilnya

12.  Diulangi sampai 4 kali percobaan

Nama : Rinto Pangaribuan

Nim :110801050

RESPONSI

1.      Sebutkan yang mempengaruhi viskositas

2.      Sebutkan prosedur percobaan

3.      Yang dibuktikan dari percobaan ini adalah

Jawab

1.      Yang mempungaruhi viskositas adalah

-  tekanan

-  suhu  : semakin besar suhu maka kekentalan maka kekentalanya semakin kecil

-   jenis cairan

-  Besar dan bentuk molekul

-  Koloid

2.      Prosedur percobaan adalah

-  Disediakan alat dan bahan

-  dibersihkan peralatan

-  dirangkai peralatan dengan baik

-  diisi aira pada tangki pemanas atau tabung viskosimeter sampai batas tertentu

-  diisi air pada pipa kapilet pada tabung viskosimeter yang telah diisi air

-  dimasukkan bola pada tabung viskosimeter

-  dihitung waktu

-  diulangi percobaan dengan bahan yang lain

-  dicatat data

3.      Yang dibuktikan dari percobaan ini adalah kekentalan dari suatu cairan dan menentukan hubungan anatara tkanan suhu dengan larutan

VIII. KESIMPULAN DAN SARAN

A.    KESIMPULAN

1.      Untuk menentukan kekentalan suatu cairan sampel dapat dicari dengan menggunakan rumus :

        η₁ = t₁ (ρ_b - ρ_c) k

dimana untuk nilai:

K = 0,5 mPa s/gs

     ρ_b = 7,9 gr/cm³

             ρ_c =  0,85 gr/cm³

        t rata –  rata

1.      Viskositas dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Salah satunya adalah suhu. Semakin tinggi suhu suatu zat cair, maka semakin rendah tingkat viskositas zat tersebut.

2.      Perbandingan viskositas dari sampel yang digunakan, yaitu antara minyak bimoli dan rem jumbo, lebih besar viskositas dari minyak bimoli daripada rem jumbo. Ini disebabkan karena pada minyak bimoli terdapat koloid, sedangkan pada rem jumbo terdapat elektrolit.

B.     SARAN

1.      Sebaiknya praktikan teliti saat melihat jatuhnya bola dalam tabung viskosimeter.

2.      Sebaiknya praktikan teliti dalam mengamati waktu yang diguanakan sampai bola pejal benar –benar pas digaris ketiga.

3.      Sebaiknya praktikan berhati hati dalam memegang tabung viskositas yang panas saat akan mengganti sampel..

4.      Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam mengukur suhu air yang dipanasi.

Sampel Minyak Bimoli

Sampel Minyak Rem Jumbo

Sampel Minyak Bimoli

Sampel Minyak Rem Jumbo

DAFTAR PUSTAKA

Munson, B,R. 2004.”MEKANIKA FLUIDA” .edisi ke empat,jilid 1. Erlangga : Jakarta

              Halaman : 15 -19

Weston, F ,S. 1997. “MECHANICS WAVE MOTION AND HEAT” . Addison wesley   publishing company. USA

              Halaman : 396-400

Kane ,W, J. 1978. “FISIKA”. Edisi ketiga. John wiley and son : New York

              Halaman : 624-629

Haliday .D. 1984. FISIKA. Edisi ketiga, jilid 2. Erlangga: Jakarta

              Halaman : 14-20

http://www.scribd.com/doc/78624717/New-Microsoft-Office-Word-Document

                                                                                           Medan, 28 November 2012

Asisten,                                                                              Praktikan,

(Jekson Sitanggang)                                                           (Rinto Pangaribuan)

 BAEN ALAMAT NAI MLO NAENG MANGCOPY ATE LEK,,,,,,,,,,,