Viskositas dan Tegangan Permukaan Cairan.
Viskositas
Viskositas terjadi karena adaya gaya tarik menarik antar molekul, yang sama semakin besar gaya tarik menariknya maka semakin tinggi pula viskositasnya. Koefisien ciskositas didefenisikan sebagai hambatan pada aliran cairan. Karena cairan selalu bergerak, maka alirannya akan dipengaruhi oleh gaya antar molekul sebagaimana yang dijelaskan diatas.
Semakin besar nilai koefisien viskositas, maka semakin lambat aliran cairan. Kita biasanya juga sering menyebut viskositas sebagai tingkat kekentalan cairan. semakin kental cairan, maka viskositasnya besar.
Berikut beberapa hal yang harus diingat dari viskositas.
Kenapa dua hal diatas dapat terjadi? Penjelasannya akan diberikan melalui teori kinetik partikel.
Jika suatu partikel berbentuk bola atau hampir berbentuk bola bertumbukan, maka tumbukan yang terjadi adalah tumbukan elastisatau hampir elastis. Sedangkan jika bentuk partikelnya tidk beraturan, maka tumbukannya bukanlah elastis.
Dalam cairan yang partikelnya terjadi tumbukan elastis, maka energitranslasi partikel diubah menjadi energi vibrasi. Akibatnya partikel jadi susah bergerak dan biasanya cenderung terkoagulasi. Oleh karena itu partikel cairan yang besar dan tida teratur memiliki viskositas/hambatan aliran cairan yang besar.
Suhu meningkatkan energi kinetik partikel. Artinya, tumbukan yang tadinya lemah karena energi partikel kurang akan menjadi besar jika suhunya dinaikkan. Hal ini karena energi kinetik partikel besar. Akibatnya, laju aliran cairan menjadi lebih besar sehingga viskositasnya menjadi kecil.
Viskositas memiliki lambang η dengan satuan Ns/m^2. Bila sebuah partikel berbentuk bola dengan jari – jari r dan dengan viskositas η, bergerak dengan kecepatan U, maka hambatan (D) terhadapgerak partikel berbentuk bola diungkapkan sebagai berikut :
D = 6πhrU
Rumus diatas disebut hukum Stokes karena ditemukan oleh fisikawan inggris bernama Grabriel Stokes.
Tegangan Permukaan
Ada dua istilah yang perlu kalian bedakan yaitu antara tegangan permukaan dengan tegangan antar muka. Mereka tidaklah sama, walaupun namanya tersusun dari kata yang sama.
Tegangan permukaan didefenisikan sebagai hambatan suatu cairan untuk meperluas permukaannya. Sedangkan tegangan antara muka adalah tegangan yang terjadi antar permukaan cairan – cairan (air + minyak) atau cairan – padatan dan cairan – gas (air dalam gelas terbuka).
Dulunya orangberanggapan bahwa tegangan permukaan adalah sama dengan tegangan antar muka. Tetapi sekarang sudah dibedakan.
Tegangan permukaan merupakan sifat fisika cairan yang juga dipengaruhi oleh gaya tarik antarmolekul. Jika ada suatu molekul dalam cairan, maka molekul itu akan ditarik ke segala arah secara homogen oleh molekul disekitarnya. Tetapi molekul yang ada di permukaan cairan hanya ditarik oleh molekul dibawahnya, sehingga gaya tarik ini menyebabkan tegangan permukaan menurun.
Penjelasan diatas menjadi dasar teori tegangan permukaan. Kalian mungkin pernah melihat tetesan air di atas dalun keladi yang berbentuk melengkung atau cairan raksa dalam termometer yang tidak datar. Semua itu disebabkan oleh adanya tegangan permukaan cairan.
Cairan dapat naik melalui kapiler juga merupakan salah satu contoh adanya tegangan permukaan. Jika gaya tarik antar molekul cairan dan kapilernya besar, maka cairan akan dengan cepat mengisi kapiler tersebut sehingga tampak basah. Kalian perhatikan saja tisu dan kapas yang punya kapiler, kemudian celupkan dalam air. mana yang lebih basah duluan adalah yang punya gaya tarik antarmolekul besar.
Ciaran dalam kapiler akan berhenti naik jika gaya gravitasi pada cairan yang naik dan tarikan antar cairan dan dinding kapiler seimbang.
Tegangan permukaan dilambangkan dengan γ dan besarnya dapat dihitung menggunakan rumus berikut :
γ = rhdg/2
Keterangan :
r = jari-jari kapiler
h = tinggi kenaikan cairan
g = gaya gravitasi
Viskositas dan tegangan permukaan dapat dihitung melalui percobaan. Biasanya percobaan dilakukan dalam mata kuliah kimia fisika.
Sumber : Takeuchi, Yashito.2006, Buku Teks Pengantar Kimia, Iwanami Shoten Publisher, Tokyo.
Viskositas terjadi karena adaya gaya tarik menarik antar molekul, yang sama semakin besar gaya tarik menariknya maka semakin tinggi pula viskositasnya. Koefisien ciskositas didefenisikan sebagai hambatan pada aliran cairan. Karena cairan selalu bergerak, maka alirannya akan dipengaruhi oleh gaya antar molekul sebagaimana yang dijelaskan diatas.
Semakin besar nilai koefisien viskositas, maka semakin lambat aliran cairan. Kita biasanya juga sering menyebut viskositas sebagai tingkat kekentalan cairan. semakin kental cairan, maka viskositasnya besar.
Berikut beberapa hal yang harus diingat dari viskositas.
- Viskositas cairan yang partikelnya besar dan tidak teratur akan lebih tinggi dibandingkan yang partikelcairannya kecil dan teratur.
- Semakin tinggi suhu cairan, maka viskositasnya semakin kecil.
Kenapa dua hal diatas dapat terjadi? Penjelasannya akan diberikan melalui teori kinetik partikel.
Jika suatu partikel berbentuk bola atau hampir berbentuk bola bertumbukan, maka tumbukan yang terjadi adalah tumbukan elastisatau hampir elastis. Sedangkan jika bentuk partikelnya tidk beraturan, maka tumbukannya bukanlah elastis.
Dalam cairan yang partikelnya terjadi tumbukan elastis, maka energitranslasi partikel diubah menjadi energi vibrasi. Akibatnya partikel jadi susah bergerak dan biasanya cenderung terkoagulasi. Oleh karena itu partikel cairan yang besar dan tida teratur memiliki viskositas/hambatan aliran cairan yang besar.
Suhu meningkatkan energi kinetik partikel. Artinya, tumbukan yang tadinya lemah karena energi partikel kurang akan menjadi besar jika suhunya dinaikkan. Hal ini karena energi kinetik partikel besar. Akibatnya, laju aliran cairan menjadi lebih besar sehingga viskositasnya menjadi kecil.
Viskositas memiliki lambang η dengan satuan Ns/m^2. Bila sebuah partikel berbentuk bola dengan jari – jari r dan dengan viskositas η, bergerak dengan kecepatan U, maka hambatan (D) terhadapgerak partikel berbentuk bola diungkapkan sebagai berikut :
D = 6πhrU
Rumus diatas disebut hukum Stokes karena ditemukan oleh fisikawan inggris bernama Grabriel Stokes.
Tegangan Permukaan
Ada dua istilah yang perlu kalian bedakan yaitu antara tegangan permukaan dengan tegangan antar muka. Mereka tidaklah sama, walaupun namanya tersusun dari kata yang sama.
Tegangan permukaan didefenisikan sebagai hambatan suatu cairan untuk meperluas permukaannya. Sedangkan tegangan antara muka adalah tegangan yang terjadi antar permukaan cairan – cairan (air + minyak) atau cairan – padatan dan cairan – gas (air dalam gelas terbuka).
Dulunya orangberanggapan bahwa tegangan permukaan adalah sama dengan tegangan antar muka. Tetapi sekarang sudah dibedakan.
Tegangan permukaan merupakan sifat fisika cairan yang juga dipengaruhi oleh gaya tarik antarmolekul. Jika ada suatu molekul dalam cairan, maka molekul itu akan ditarik ke segala arah secara homogen oleh molekul disekitarnya. Tetapi molekul yang ada di permukaan cairan hanya ditarik oleh molekul dibawahnya, sehingga gaya tarik ini menyebabkan tegangan permukaan menurun.
Penjelasan diatas menjadi dasar teori tegangan permukaan. Kalian mungkin pernah melihat tetesan air di atas dalun keladi yang berbentuk melengkung atau cairan raksa dalam termometer yang tidak datar. Semua itu disebabkan oleh adanya tegangan permukaan cairan.
 |
| Tegangan permukaan pada air di atas daun keladi. Image credit : milik adimin avkimia.com |
Ciaran dalam kapiler akan berhenti naik jika gaya gravitasi pada cairan yang naik dan tarikan antar cairan dan dinding kapiler seimbang.
Tegangan permukaan dilambangkan dengan γ dan besarnya dapat dihitung menggunakan rumus berikut :
γ = rhdg/2
Keterangan :
r = jari-jari kapiler
h = tinggi kenaikan cairan
g = gaya gravitasi
Viskositas dan tegangan permukaan dapat dihitung melalui percobaan. Biasanya percobaan dilakukan dalam mata kuliah kimia fisika.
Sumber : Takeuchi, Yashito.2006, Buku Teks Pengantar Kimia, Iwanami Shoten Publisher, Tokyo.
Posting Komentar untuk "Viskositas dan Tegangan Permukaan Cairan."