VISKOSITAS
ALIR HUKUM POISEUELLE
Oleh: Mahasiswa Jurusan Fisika
Abstrak
Telah dilakukan eksperimen Viskositas Alir Hukum Poisseulle yang dilaksanakan pada hari Sabtu, tanggal 6 November 2010 pukul 14.30 sampai dengan 17.00 WIB di Laboratorium
Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Kampus
Bandung. Tujuan dari percobaan ini adalah
untuk mempelajari aliran zat cair
dalam pipa kapiler dan menghitung koefisien viskositas (η) air
dengan menggunakan pipa kapiler. Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa viskositas air pada suhu 25o C adalah 1,002
x 10-3 Pa.s.
Kata kunci : Viskositas, Hukum
Poiseulle, Pipa kapiler.
Abstract
Have been conducted the experiment
for Viscosity Poiseulle law executed on Saturday, date of 6 November 2010
beating 14.30 up to 17.00 WIB in Laboratory of Physics, Faculty Of Science and
Technology, University Of Bandung. Intention
of this attempt is to learn the motion of the fluid in pipe and determine constant
viscosity of water. From this experiment getting that constant viscosity of
water is 1,002 x 10-3 Pa.s in 25o C.
Keywords
: Viscosity, Poiseulle law, Pipe.
I. PENDAHULUAN.
1.1 Tujuan
- Mempelajari aliran zat cair dalam
pipa kapiler.
- Menghitung
koefisien viskositas air dengan menggunakan pipa kapiler.
1.2 Dasar Teori
Suatu fluida (gas maupun cair) yang bergerak akan
mengalami gesekan internal yang disebut sebagai viskositas. Hal ini terjadi
karena perbedaan lapisan saat bergerak relatif satu sama lain. Pada cairan
disebabkan karena gaya kohesi antar molekul sedangkan pada gas karena tumbukan
antar molekul. Akibat adanya gaya viskositas ini, kecepatan fluida tidak
konstan disepanjang diameter pipa. Laju aliran fluida dalam tabung bergantung
pada viskositas fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi dari tabung. Untuk
aliran zat cair dalam pipa kapiler berlaku persamaan Poiseulle :
Dengan Q adalah volume cairan yang mengalir
perdetik, Δp beda tekanan antara ujung-ujung pipa, n koefisien viskositas zat cair, r
jari-jari penampang pipa kapiler, l panjang pipa kapiler. Di bawah ini beberapa koefisien
viskositas air dalam berbagai suhu.
|
Fluida
|
t, oC
|
|
|
Air
|
0
|
1,80 x 10-3
|
|
|
20
|
1,00 x 10-3
|
|
|
25
|
0,89 x 10-3
|
|
|
60
|
0,65 x 10-3
|
II. METODE
2.1.Waktu & Tempat
Hari/ tanggal : Sabtu, 6 November
2010
Waktu : 14.30 – 17.00
WIB
Tempat : Laboratorium Fisika Fak. Sains dan Teknologi Kampus Bandung
2.2.Alat & Bahan
1. 1 set peralatan viskositas aliran
2. Pipa kapiler 6 mm
3. Gelas ukur
4. Penggaris
5. Stopwatch
2.3.Cara Kerja
Percobaan dimulai
dengan menyusun peralatan seperti gambar di atas, kemudian memasukan air ke
dalam tabung atas secukupnya. Setelah itu mencatat suhu awal air. Mengukur
ketinggian (h), lalu mengalirkan air melalui pipa kapiler selama 10 sekon.
Menimbang massa air yang tertampung. Percobaan diulangi dengan 5 variasi
ketinggian (h). Mengukur suhu akhir air.
III. HASIL
DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Percobaan
t = 10 sekon, ρ = 1 g/cm3,
= 40 cm, T = 25oC, r = 0,205 cm, g
= 98 cm/s2
|
PERC. KE
|
h (cm)
|
Massa air (gr)
|
Volume air (m/ρ) cm3
|
Q (cm3/s)
|
(x 10-3)Pa.s
|
|
1
|
43,0
|
180
|
180
|
18,0
|
0,96
|
|
2
|
46,0
|
183
|
183
|
18,3
|
1,01
|
|
3
|
47,0
|
196
|
196
|
19,6
|
0,96
|
|
4
|
50,0
|
200
|
200
|
20,0
|
1,01
|
|
5
|
50,5
|
202
|
202
|
20,2
|
1,07
|
|
Viskositas air rata - rata
|
1,002
|
||||
3.2 Pembahasan
Menurut persamaan Bernoulli, bila fluida mengalir
secara tunak lewat sebuah pipa panjang horizontal berpenampang konstan yang
sempit, tekanan sepanjang pipa akan konstan. Namun, dalam praktek kita amati
turunnya tekanan bila kita bergerak sepanjang arah aliran. Melihat hal ini
dengan cara lain, suatu perbedaan tekanan dibutuhkan untuk mendorong fluida
lewat pipa horizontal. Perbedaan tekanan ini diperlukan karena gaya gesekan
yang diberikan oleh pipa pada lapisan fluida disampingnya dan karena gaya
gesekan yang diberikan oleh tiap lapisan fluida pada lapisan fluida tetangganya
yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Gaya – gaya gesekan ini dinamakan
gaya viskos.
Dari eksperimen viskositas ini
teramati bahwa pada saat ketinggian air ditambah maka tekanan air yang keluar
dari pipa kapiler juga semakin besar, sehingga masa air yang tertampung juga
semakin besar. Karena adanya gaya viskositas ini, kecepatan air dalam pipa pipa
kapiler tidak sama. Kecepatan paling besar di dekat pusat pipa dan paling kecil
di tepinya karena air bersinggungan langsung dengan dinding pipa.
Dari hasil eksperimen yang
telah dilakukan diperolah bahwa koefisien
viskositas (η) air pada suhu 25o C adalah 1,002 x 10-3 Pa.s, sedangkan menurut literatur adalah 0,894 x 10-3 Pa.s dengan % ketepatan sebesar 89,3 %. Sedangkan dari hasil pengolahan data menggunakan MS-Excell (metode grafik), diperoleh
konstanta viskositas (η) sebesar 1,2 x 10-3 Pa.s , mendekati dengan hasil
perhitungan secara langsung. Adapun kemungkinan eror dalam percobaan ini pada
saat menghentikan semburan air yang ditampung yang tidak tepat waktu berhubung
pembuka dan penutup pipanya menggunakan jari tangan (manual). Perlu ada set
peralatan viskositas yang lebih baik agar hasil eksperimennya lebih baik lagi.
IV. KESIMPULAN
Dari eksperimen yang
telah dilakukan, teramati adanya perubahan
tekanan air yang semakin besar pada saat ketinggian air ditambah, selain itu
karena adanya gaya viskositas, laju aliran air di dalam pipa kapiler tidak
merata. Air yang berada di pusat pipa lah yang lajunya paling besar. Dari hasil
perhitungan yang telah dilakukan diperoleh besar konstanta viskositas (η) air pada suhu 25o C sebesar 1,002 x 10-3 Pa.s dengan tingkat ketepatan sebesar 89,3 %.
DAFTAR PUSTAKA
Hikam, M., Prasetyo, P.B, dan Saleh, D. "Eksperimen Fisika Dasar Untuk
Universitas". Kencana, Jakarta, 2005.
Resnick & Haliday, “Fisika Jilid 1” Bab
20 Erlangga (Terjemahan).
Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”,
James Madison University Harisson Burg, Viriginia, 1989.
Tipler, Paul. “Fisika Untuk Sains dan Tekhnik
Jilid 1” Erlangga (Terjemahan).
0 comment:
Post a Comment