Selasa, 12 April 2016
Laporan Suhu Viskositas
LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA
?Suhu dan Viskositas?
Oleh Kelompok 8
1. Yuliana Anggraini Imran (12030654227)
2. Ismi Faridlatul Qary (12030654238)
3. Lilis Iren Tantia (12030654239)
4. Dwi Septi Hana Putri (12030654247)
5. Rahmania Firda (12030654249)
PRODI PENDIDIKAN SAINS
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2014
ABSTRAK
Kami telahmelakukan praktikum di laboratorium Sains pada tanggal 5Mei 2014 dengan tujuan untuk menyelidiki apakah suhu fluida berpengaruh terhadap viskositas fluida itu.Metode yang kami lakukan yaitu menuangkan minyak goreng ke gelas beker dengan volume 200 mL. Dalam keadaan normal, minyak goring diukur suhunya menggunakan thermometer. Selanjutnya, memasukan gotri ke dalam gelas beker dan mencatat waktu menggunakan stopwatch dan menghitung kecepatannya. Kemudian, memanaskan minyak goreng sampai suhu 40oC dan memasukan gotri kedalam gelas beker dan mencatat waktu menggunakan stopwatch dan menghitung kecepatannya. Lalu, mencatat langkah 4 sampai 6 dengan suhu 50o C dan 60o C. Hasil yang kami peroleh yaitu pengukuran viskositas dengan suhu kamar (270C) didapatkan koefisien viskositas sebesar 10,03 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 400C didapatkan koefisien viskositas sebesar 7,24 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 500C didapatkan koefisien viskositas sebesar 6,52 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 600C didapatkan koefisien viskositas sebesar 5,79 Pa S. Hasil percobaan yang telah kami lakukan telah sesuai dengan teori yang menjelaskan bahwa semakin tinggi suhu maka viskositas zat cair akan semakin rendah
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Setiap fluida, gas atau cairan, memiliki suatu sifat yang dikenal sebagai viskositas, yang dapat didefinisikan sebagai tahanan yang dilakukan suatu lapisan fluida terhadap suatu lapisan lainnya.
Viskositas suatu fluida merupakan kekentalan suatu fluida, yang merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur / ditentukan dengan mengukur laju alir cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Viskositas fluida / cairan dipengaruhi oleh jenis fluida serta suhu, untuk larutan, viskositasnya dipengaruhi oleh konsentrasi.
Pada dasarnya hambatan gerakan benda didalam fluida disebabkan oleh gaya gesekan antara bagian fluida. Pada umumnya pengukuran koefesien viskositas fluida, khususnya cairan adalah berdasarkan hambatan gerakan benda didalam fluida. Penentuan viskositas dengan hukum stokes sangat sederhana hanya saja diperlukan kelereng dari bahan amat ringan.
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan koefesien viskositas minyak goreng pada suhu yang berbeda dengan menggunakan hukum stokes. Dengan mengetahui viskositas tersebut, maka kita dapat menghitung gaya yang terjadi. Pada percobaan kali ini kami menghitung viskositas minyak goreng yang berguna untuk menentukan viskositas fluida berdasarkan suhu yang berbeda- beda.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat ditarik rumusan masalah sebagai berikut :
Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap viskositas fluida ?
C. C. Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu :
1. Untuk menyelidiki apakah suhu fluida berpengaruh terhadap viskositas fluida itu
D. D. Hipotesis
Semakin tinggi suhu, maka viskositas akan semakin rendah.
BAB II
DASAR TEORI
Viskositas adalah sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tekanan geser oleh fluida tersebut. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tekanan geser berbanding lurus dengan viskositas ( Sukardjo, 2002).
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu caian atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan eat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secaa lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti contohnya air, alkohol, dan bensin karena memiliki nilai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak asto, dan madu karena mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan ( Yazid, 2005).
Viskositas (kekentalan) cairan akan menimbulkan gesekan antar- bagian atau lapisan cairan yang bergerak satu terhadap yang lain. Hambatan atau gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi di dalam zat cair. Viskositas gas ditimbulkan oleh peristiwa tumbukan yang terjadi antara molekul-molekul gas ( Yazid, 2005).
Kekentalan disebabkan karena kohesi antara patikel zat cair. Zat cair ideal tidak mempunyai kekentalan. Zat cair mempunyai beberapa sifat sebagai berikut ( Wylie, 1992) :
a. Apabila ruangan lebih besar dari volume zat cair akan terbentuk permukaan bebas horizontal yang berhubungan dengan atmosfer.
b. Mempunyai rapat masa dan berat jenis.
c. Dapat dianggap tidak termampatkan.
d. Mempunyai viskositas (kekentalan).
e. Mempunyai kohesi, adesi dan tegangan permukaan.
Viskositas adalah salah satu sifat polimer yang sangat berpengaruh dalam pembentukan suatu membran, karena viskositas ini menggambarkan cepat atau lambatnya cairan tersebut mengalir. Dalam pembuatan membran serat berongga ada batasan viskositas larutan polimer minimal yang harus dimiliki oleh larutan yang akan dipintal ( Ahmad, 2007).
Faktor- faktor yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut (Bird, 1987):
a. Tekanan
Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.
b. Temperatur
Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
c. Kehadiran zat lain
Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.
d. Ukuran dan berat molekul
Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.
e. Berat molekul
Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.
f. Kekuatan antar molekul
Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.
Metode Pengukuran Viskositas dengan Metode Ostwald
Metode ini ditentukan berdasarkan hukum Poisulle menggunakan alat viskometer oswaltd. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirkan cairan dalam pipa kapiler dari a ke b. Sejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskometer yang diletakkan pada thermostat. Cairan kemudian diisap degan pompa kedalam bola csampai diatas tanda a. Cairan dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan dari a ke b dicatat menggunakan stowatch (Rosian, 2009).
Pada metode oswaltd yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan sejumlah tertentu cairan dipipet kedalam viskometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu ukur dari viskometer sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas ?a?. Cairan dibiarkan turun ketika permukaan cairan turun melewati batas ?b?, stopwatch dimatikan. Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melewati jarak antara a dari b dapat ditentukan. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan antaa kedua ujung pipa U dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat jenis cairan ( Ronana, 2009).
Viskositas dihitung sesuai persamaan Poisulle berikut ( Sutiah, dkk., 2008): dimana t adalah waktu yang diperlukan cairan bervolume yang mengalir melalui pipa kapiler, L adalah panjang dan r adalah jari- jari. Tekanan P merupakan perbedaan aliran kedua yang pipa viskometer dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat cairan. Pengukuran viskositas yang tepat dengan cara itu sulit dicapai. Hal ini disebabkan haga r dan L sukar ditentukan secara tepat. Kesalahan pengukuran terutama r sangat besa pengaruhnya karena harga ini dipangkatkan empat. Untuk menghindari kesalahan tersebut dalam prakteknya digunakan suatu cairan pembanding. Cairan yang paling sering digunakan adalah air ( Sutiah, dkk., 2008).
Untuk dua cairan yang berbeda dengan pengukuran alat yang sama berlaku Jadi bila ? dan cairan pembanding diketahui, maka dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalir kedua cairan melalui alat yang sama dapat ditentukan ? cairan yang sudah diketahui rapatannya ( Sutiah, dkk., 2008).
Tabel viskositas cairan pada berbagai suhu (satuan poise) (Bird, 1987)
Cairan | 0?C | 10? C | 20? C | 30? C | 40? C | 50? C |
Air | 0,0179 | 0,013 | 0,0101 | 0,0080 | 0,0065 | 0,0055 |
Gliserin | 105,9 | 34,4 | 13,4 | 6,29 | 2,89 | 1,41 |
Anilin | 0,102 | 0,065 | 0,0044 | 0,0316 | 0,0227 | 0,0185 |
Bensin | 0,0091 | 0,0076 | 0,0065 | 0,0056 | 0,0050 | 0,0044 |
Etanol | 0,0177 | 0,0147 | 0,012 | 0,0100 | 0,0083 | 0,007 |
Minyak lobak | 25,3 | 3,85 | 1,63 | 0,96 | - | - |
Perbedaan nilai viskositas menengah dan region periperal ini menunjukkan parameter nilai K. Ketika k > 1 maka nilai viskositas lebih dari menengah, k=1 viskositasnya sama dalam keadaan apapun, k < 1 viskositasnya ditengah region( Rao, dkk., 2003). Tujuan dari hubungan momentum memberikan informasi kinetik dalam viskositas ( Gavin, S. Dkk., 2007). Dimana adalah viskositasi, t adalah temperatur dalam satuan international kelvin.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A. Rancangan Percobaan
 |
B. Alat dan Bahan
1. Gelas beker volume 250 ml 2 buah
2. Pemanas dan dudukannya 1 buah
3. Mistar 1 buah
4. Minyak Goreng 200 ml
5. Termometer 1 buah
6. Stopwatch 1 buah
7. Kelereng 1 buah
C. Variabel Percobaan
1. Variabel control : Suhu
2. Variabel manipulasi : Jumlah gotri, Kedalaman (banyaknya minyak)
3. Variabel respon : Viskositas, suhu, kecepatan
D. Alur Percobaan
E. Langkah Kerja
1. Menuangkan minyak goreng ke gelas beker volume 200 ml
2. Dalam keadaan normal, minyak goreng diukur suhunya menggunakan termometer.
3. Menuangkan gotri ke dalam gelas beker dan mencatat waktu menggunakan stopwatch dan menghitung kecepatannya.
4. Memanaskan minyak goreng sampai suhu 40?C
5. Menuangkan kelereng ke dalam gelas beker dan mencatat waktu menggunakan stopwatch dan menghitung kecepatannya.
6. Mencatat hasil yang diperoleh
7. Mengulangi langkah 4-6 sampai suhu 50?C dan 60?C
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A. Data
Panjang = 60 cm, massa gotri = 5,3 gram
Tabel 1. Hasil pengamatan
No. | Suhu (0C) | Waktu (t ? 0,01) s | Kecepatan (m/s) |
1 | Suhu kamar (27) | 2,27 | 0,26 |
2 | 40 | 1,64 | 0,36 |
3 | 50 | 1,50 | 0,40 |
4 | 60 | 1,31 | 0,45 |
Dengan menggunakan rumus:
? = 2r2 g/9 v . (?b- ?f)
Keterangan: ? = koefisien viskositas
r = jari-jari bola (m)
g = percepatan gravitasi (kg/m3)
v = kecepatan benda (m/s)
Didapatkan hasil perhitungan koefisien viskositas sebagai berikut:
Tabel 2. Pengukuran Viskositas
No. | Suhu (0C) | Koefisien Viskositas (?) Pa S |
1 | Suhu kamar (27) | 10,03 |
2 | 40 | 7,24 |
3 | 50 | 6,52 |
4 | 60 | 5,79 |
B. Analisis
Berdasarkan data hasil pengamatan yang telah kami lakukan mengenai percobaan suhu dan viskositas. Ketika kelereng yang dimasukan kedalam minyak goreng dengan suhu kamar (27 0C) didapatkan waktu tempuh kelereng sebesar 2,27 s dan kecepatan kelereng sebesar 0,26 m/s. Pada saat kelereng yang dimasukan kedalam minyak goreng dengan suhu kamar (40 0C) didapatkan waktu tempuh kelereng sebesar 1,64 s dan kecepatan kelereng sebesar 0,36 m/s. Lalu, ketika kelereng yang dimasukan kedalam minyak goreng dengan suhu kamar (50 0C) didapatkan waktu tempuh kelereng sebesar 1,50 s dan kecepatan kelereng sebesar 0,40 m/s. Ketika kelereng yang dimasukan kedalam minyak goreng dengan suhu kamar (60 0C) didapatkan waktu tempuh kelereng sebesar 1,31 s dan kecepatan kelereng sebesar 0,45 m/s.
Berdasarkan tabel hasil pengamatan viskositas minyak goreng dengan suhu kamar (27 0C) didapatkan koefisien viskositas sebesar 10,03 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 40 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 7,24 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu kamar 50 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 6,52 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 60 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 5,79 Pa S.
Grafik 1. Hubungan antara suhu dengan koefisien viskositas
BAB V
PEMBAHASAN DAN DISKUSI
A. Pembahasan
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu caian atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan eat dengan hambatan untuk mengalir. Viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu tekanan, temperatur / suhu, kehadiran zat lain, ukuran dan berat molekul, berat molekul, dan kekuatan antar molekul. Viskositas akan turun dengan naiknya suhu. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
Pada hasil percobaan yang telah kami lakukan, ketika minyak goreng dengan suhu kamar (27 0C) didapatkan koefisien viskositas sebesar 10,03 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 40 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 7,24 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 50 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 6,52 Pa S. Ketika minyak goreng dipanaskan sampai suhu 60 0C didapatkan koefisien viskositas sebesar 5,79 Pa S. Hal ini membuktikan bahwa ketika suhu minyak goreng dinaikkan maka viskositas minyak goreng semakin rendah.
Percobaan yang telah kami lakukan telah sesuai dengan teori yang menjelaskan bahwa semakin tinggi suhu maka viskositas zat cair akan semakin rendah.
B. Diskusi
Hitunglah kecepatan maksimum dari tetes air hujan yang berjari-jari 0,4 mm yang jatuh di udara, jika diketahui massa jenis udara 1,29 kg/m3, koefisien pergesaran (viskositas) 1,8.10-5 kg/m.s, dan percepatan gravitasi 10 m/s2 !
Jawab :
Diketahui :
?= 1,8.10-5kg/m.s
?a = 1000 kg/m3
?u = 1,29 kg/m3
r = 0,4 mm = 4.10-4 m/s
Ditanya : v???.?
Jawab :
W = Fs + FA
m.g = 6.?.r.?.v + V.?u.g
Vg(?a ? ?a) = 6.?.r.?.v
? ?.r3.?(?a-?a) = 6.?.r.?.v
v = ? ?.r3.?(?a-?a) : 6.?.r.? = 2/9 r2.g
v= 2/9 (4.10-4)2.10
= 3,62 cm/s
= 3,62 cm/sJadi kecepatan maksimum tetes air hujan adalah 3,62 cm/s
BAB VI
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa suhu mempengaruhi viskositas fluida. Semakin tinggi suhu, maka viskositas fluida akan semakin rendah. Hal itu disebabkan karena pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.
DAFTAR PUSTAKA
Al Choirunnisa, Anna. 2010. Percobaan Koefisien Viskositas. (online), (http://choalialmu89.blogspot.com/2010/11/percobaan-1-koefisien-viskositas.html, diakses tanggal 09 Mei 2014)
Figura, L.O. & Teixeira, A. 2007. Food Physics. NewYork: Springer
Giancoli, D. 1995. Physics Principles with Application. New Jersey: prentice Hall
Sari, Weni Manda. 2012. Laporan Termokimia. (online), (http://wenimandasari.blogspot.com/p/laporan-termokimia.html, diakses tanggal 09 Mei 2014)
LAMPIRAN
? Mencari laju kelereng pada minyak goreng
Panjang = 60 cm, massa gotri = 5,3 gram
No. | Suhu (0C) | Waktu (t ? 0,01) s | Kecepatan (m/s) |
1 | Suhu kamar (27) | 2,27 | 0,26 |
2 | 40 | 1,64 | 0,36 |
3 | 50 | 1,50 | 0,40 |
4 | 60 | 1,31 | 0,45 |
? Mencari viskositas
r = 1 cm = 0,01 m
massa = 5,3 gram = 5,3 x 10-3 kg
V kelereng = 4/3 ?r r3 = 4/3 x 3,14 x (0,01)3 = 0,41 x 10-5 m3
?kelereng = m/ v = 5,3 x10-3 / 0,41 x 10-5 m3= 12.900 kg/m3
?minyak = 0,92x103 = 920 kg/m3
g = 9,8 m/s2
reff : http://tim8fluida.blogspot.com/2014/05/laporan-praktikum-fluida-suhu-dan.html Tags:
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 Responses to “Laporan Suhu Viskositas”
Posting Komentar