Laporan Praktikum Viskositas Zat Cair

LAPORAN PRAKTIKUM
VISKOSITAS ZAT CAIR

Nama : Kafa Pramitha A. I. A.
NIM : 19030184002
Kelas : Pendidikan Fisika A
Fakultas : FMIPA

ABSTRAK
VISKOSITAS ZAT CAIR
Viskositas merupakan pengukuran fluida yang diubah dengan tekanan maupun tegangan. Besarnya viskositas dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Tujuan percobaan ini adalah menentukan koefisien viskositas pada minyak, oli, dan gliserin menggunakan bola kecil dan bola besar. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan bola besar dan bola kecil secara bergantian ke dalam fluida dengan pengulangan sebanyak lima kali. Hasil yang di dapat yaitu pada minyak menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,020 ± 0,003) Pa.s. Pada oli menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,023 ± 0,002) Pa.s. Dan pada gliserin menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,046 ± 0,006) Pa.s. Sedangkan pada minyak menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,022 ± 0,003) Pa.s. Pada oli saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,025 ± 0,005) Pa.s. Dan pada gliserin menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,068 ± 0,010) Pa.s. Nilai viskositas pada tiap benda berbeda karena ada beberapa faktor yaitu tekanan, temperatur (suhu), jenis zat cair, ukuran benda, berat benda, dan kekuatan antar molekul. Semakin besar viskositas suatu fluida, maka semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.

Kata kunci: Viskositas, fluida, koefisien

BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Viskositas merupakan pengukuran fluida yang diubah dengan tekanan maupun tegangan. Besarnya viskositas dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Hukum viskositas Newton menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas. Usaha untuk mendayung perahu melalui air yang tenang menggunakan viskositas. Efek viskositas merupakan hasil yang penting dalam pipa aliran darah. Pelumasan bagian dalam mesin fluida viskos cenderung melekat pada permukaan zat yang bersentuhan dengannya. Diantara salah satu sifat zat cair adalah kental (viskos) dimana zat cair memiliki kekentalan yang berbeda-beda materinya, misalnya kekentalan minyak goreng dengan kekentalan oli. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Alat untuk mengukur viskositas terbagi dalam dua jenis yaitu ada jenis digital dimana nama alatnya adalah viskometer dan jenis manual yaitu menggunakan tabung dan bola besi pejal. Metode manual ini merupakan metode awal yang digunakan untuk mengukur viskositas suatu cairan sebelum adanya viskometer.

Rumusan Masalah
Bagaimana nilai koefisien viskositas berbagai macam zat?

Tujuan
Berdasarkan data percobaan viskositas zat cair, mahasiswa dapat menentukan koefisien viskositas berbagai macam zat

BAB II
DASAR TEORI

Viskositas merupakan pengukuran fluida yang diubah dengan tekanan maupun tegangan. Semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida. Viskositas atau kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida (fluida itu zat yang dapat mengalir, dalam hal ini zat cair dan zat gas). Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.

Jadi, viskositas adalah kekentalan suatu fluida yang disebabkan oleh adanya gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Viskositas juga disebut sebagai ketahanan fluida jika menerima gaya dari luar.
Jika benda bergerak dengan kelajuan V, maka benda mengalami gaya gesekan :

.........................(1)
Keterangan:
Fs = Gaya Gesek
k = Konstanta
ƞ = Viskositas (Pa.s)
𝑣 = Kecepatan benda (m/s)
Karena benda berbentuk bola. Maka konstanta diganti menjadi:
..........................................(2)

Pada kecepatan termal, resultan sama dengan nol. Berlaku persamaan:

...
.........................(3)

dari persamaan 2 dan 3, dapat ditentukan:
Ƞ = 𝜌𝑏.4/3 πr^3.g - 𝜌𝑓 . g
6 πvr
Ƞ = 4/3 πr^3.g (𝜌𝑏 - 𝜌𝑓)
6 πvr
ƞ=((2r^2 x g (ρb- ρf)))/9v
Keterangan:
ƞ = Viskositas (Pa.s)
r = Jari-jari benda (m)
g = Gravitasi bumi (m/s2)
𝜌𝑏 = Massa jenis benda (kg/m3)
𝜌𝑓 = Massa jenis fluida (kg/m3)
𝑣 = Kecepatan benda (m/s)

Viskositas fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantitatif oleh koefisien viskositas. Berikut ini adalah tabel viskositas untuk berbagai fluida:

Fluida Temperatur (℃) Koefisien Viskositas (P)
Air 0 1,8 × 10-3
20 1,0 × 10-3
100 0,3 × 10-3
Oli Mesin 30 200 × 10-3
Udara 20 0,018 × 10-3
Hidrogen 0 0,009 × 10-3
Uap Air 100 0,013 × 10-3

BAB III
METODOLOGI PRCOBAAN

Alat dan Bahan
Jangka sorong 1 buah
Mikrometer sekrup 1 buah
Penggaris 1 buah
Neraca 1 buah
Stopwatch 1 buah
Hydrometer 1 buah
Termometer 1 buah
Barometer 1 buah
Bola besi pejal besar 1 buah
Bola besi pejal kecil 1 buah
Tabung kaca 2 buah
Gliserin secukupnya
Oli secukupnya
Minyak secukupnya
Holding magnet 1 buah
Tali 1 buah

Gambar Percobaan

Gambar 1 : mengukur massa jenis minyak
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 2 : mengukur massa jenis oli
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 3 : mengukur massa jenis gliserin
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 4 : menjatuhkan bola ke dalam tabung
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 5 : mengukur diameter tabung
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 6 : penggaris
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 7 : Neraca
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 8 : bola besi pejal besar dan kecil
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 9 : termometer
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 10 : holding magnet
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 11 : mikrometer
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 12 : tabung fluida
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 13 : hydrometer
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 14 : stopwatch
Sumber : dokumen kelompok

Gambar 15 : jangka sorong
Sumber : dokumen kelompok

Variabel
Kontrol: jari-jari fluida, panjang cairan (gliserin,oli, minyak goreng), suhu cairan, panjang fluida
Manipulasi: ukuran bola, jenis cairan (gliserin,oli, minyak goreng)
Respon: waktu tempuh bola besar dan bola kecil

Langkah Percobaan
Menyiapkan alat dan bahan
Menimbang massa bola besar dan bola kecil menggunakan neraca
Mengukur jari-jari bola besar dan jari kecil menggunakan mikrometer sekrup kemudian mencari volume bola
Menentukan 𝜌 bola dengan diketahui massa dan volume
Mengukur diameter tabung menggunakan jangka sorong
Mengukur panjang tabung menggunakan mistar
Mengukur massa jenis tabung menggunakan hydrometer
Mengukur suhu masing – masing cairan
Mengukur panjang cairan (gliserin,oli, minyak goreng) dalam fluida
Mencari kecepatan konstan kemudian menandai dengan menggunakan tali
Memasukkan bola besar dan bola kecil ke dalam fluida dengan pengulangan sebanyak 5 kali dengan mencatat waktu jatuhnya bola hingga ke dasar tabung.

BAB IV
ANALISIS DATA
Data dan Analisis

Gambar 16 : Perbandingan nilai viskositas minyak, oli, dan gliserin menggunakan bola besar dan bola kecil
Pada gambar diatas dapat dianalisis bahwa nilai viskositas minyak, oli, dan gliserin menggunakan bola kecil dan bola besar mendapatkan hasil yang berbeda karena massa bola besar berbeda dengan massa bola kecil dan massa jenis minyak, oli dan gliserin berbeda. Pada minyak saat menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,020 ± 0,003) Pa.s. Pada oli menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,023 ± 0,002) Pa.s. Dan pada gliserin menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,046 ± 0,006) Pa.s. Sedangkan pada minyak saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,022 ± 0,003) Pa.s. Pada oli saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,025 ± 0,005) Pa.s. Dan pada gliserin saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,068 ± 0,010) Pa.s. Nilai viskositas pada tiap benda berbeda karena ada beberapa faktor yaitu tekanan, temperatur (suhu), jenis zat cair, ukuran benda, berat benda, dan kekuatan antar molekul. Semakin besar viskositas suatu fluida, maka semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.

Jawaban Pertanyaan
Bagaimana cara menentukan nilai viskositas zat cair?
Jawab: menentukan jarak, kemudian memasukkan bola besar dan kecil ke dalam tabung, lalu mencatat waktunya. Setelah itu mencari kecepatan bola setelah diketahui jarak dan waktunya. Kemudian masukkan ke dalam rumus sehingga mendapatkan nilai viskositas dalam zat cair.

Apakah terdapat faktor yang memengaruhi nilai viskositas zat cair? Jelaskan!
Jawab: ada, yaitu tekanan, temperatur (suhu), jenis zat cair, ukuran benda, berat benda, dan kekuatan antar molekul. Semakin besar ukuran benda dan berat benda menghasilkan tekanan yang besar. Suhu memengaruhi nilai viskositas karena semakin besar suhu maka nilai viskositas menjadi kecil. Jika jenis zat cair semakin kental, kekuatan antar molekul menjadi besar.

Bagaimana resultan gaya yang bekerja di dalam zat cair?
Jawab: Jawab: gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat, gaya apung, dan gaya lambat karena viskositas. Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Ketika kecepatannya bertambah, maka gaya stokes atau viskositas juga bertambah. Akibatnya, pada suatu bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal. Pada saat kecepatan konstan resultan gaya yang bekerja sama dengan nol.

Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh hitunglah nilai koefisien viskositas dari zat cair yang digunakan!
Jawab:
Saat menggunakan bola kecil, mendapatkan nilai viskositas:
Minyak mendapatkan nilai (0,020 ± 0,003) Pa.s.
Oli mendapatkan nilai (0,023 ± 0,002) Pa.s.
Gliserin mendapatkan nilai (0,046 ± 0,006) Pa.s.

Saat menggunakan bola besar, mendapatkan nilai viskositas:
Minyak mendapatkan nilai (0,022 ± 0,003) Pa.s.
Oli mendapatkan nilai (0,025 ± 0,005) Pa.s.
Gliserin mendapatkan nilai (0,068 ± 0,010) Pa.s.

.

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
Viskositas merupakan pengukuran fluida yang diubah dengan tekanan maupun tegangan. Semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida. Pada percobaan yang dilakukan mendapatkan nilai viskositas pada minyak saat menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,020 ± 0,003) Pa.s. Pada oli menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,023 ± 0,002) Pa.s. Dan pada gliserin menggunakan bola kecil mendapatkan nilai (0,046 ± 0,006) Pa.s. Sedangkan pada minyak saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,022 ± 0,003) Pa.s. Pada oli saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,025 ± 0,005) Pa.s. Dan pada gliserin saat menggunakan bola besar mendapatkan nilai (0,068 ± 0,010) Pa.s. Tekanan, temperatur (suhu), jenis zat cair, ukuran benda, berat benda, dan kekuatan antar molekul adalah faktor-faktor yang mempengaruhi nilai viskositas.

SARAN
Dalam melakukan percobaan viskositas ini harus teliti dalam menentukan kecepatan konstan dan waktu yang didapatkan supaya mendapat hasil yang akurat. Diharapkan praktikum tidak membuang-buang waktu dalam percobaan ini.

DAFTAR PUSTAKA
Tim Laboratotium Fisika Dasar. 2018. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar I. Surabaya: UNESA
Sukawati, Meylan; Marni Sudarmi; Made rai Suci Shandi Nurani. 2018. Pemetaan Konsep Mahasiswa Tentang Hukum Archimedes. Hal 1-14. 17 Oktober 2018

Laporan Praktikum Viskositas Zat Cair