Ad1
Ad2
PEMUDABERSATU.COM - Setiap zat cair memiliki sifat atau karakteristik yang khas yang membedakan dari semua zat cair lainnya dan memberikan identitas yang unik. Salah satu sifat fisika lainnya yang mencirikan dari suatu cairan adalah viskositas. Banyak manfaat viskositas dalam kehidupan sehari-hari terutama dalam bidang industri. Konsep viskositas banyak digunakan untuk menentukan kemurnian suatu cairan. Dalam bidang farmasi sifat viskositas digunakan untuk menentukan stabilitas sediaan obat dalam bentuk emulsi, krim, salep, gel maupun suspensi.
PENGERTIAN VISKOSITAS
Viskositas adalah sebuah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu fluida atau cairan. Kekentalan merupakan suatu sifat cairan yg berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir dengan cepat, adapula yang mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin yang mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu yang mempunyai viskositas besar.
Artikel Terkait : Sistem Koloid - Pengertian, Sifat, Jenis dan Contoh Koloid
Koefisien Viskositas
Dalam fuida ideal (zat alir tidak kental) tidak ada kentalan yang menghambat lapisan-lapisan cairan ketika bergeser satu diatas lainnya. Dalam suatu pipa dengan luas penampung yang sama, setiap lapisan bergerak dengan kecepatan yang sama. Untuk fluida yang sangat kental seperti madu akan diperlukan gaya yang besar, sedangkan yang kurang kental seperti air diperlukan gaya yang kecil.
Besarnya gaya F ternyata sebanding dengan luas permukaan bidang yang bergerak (A) dan kecepatan aliran (V), tetapi berbanding terbalik dengan jarak antara kedua lapisan bidang (z). Hubungan tersebut dapat dirumuskan.
dimana n adalah tetapan kesebandingan yang dinamakan koefisien viskositas.
Satuan SI untuk viskositas adalah N s/m² = Pa s (pascal sekon). Sedangkan menurut sistem CGS satuan viskositas adalah Poise ( 1 Poise = 0,1 Pa s)yang setara dengan dyne s/cm². Suatu cairan mempunyai aliran viskositas absolut atau dinamik 1 poise, bila gaya 1 dyne diperlukan untuk menggerakkan bidang seluas 1 cm² pada kecepatan 1 cm/detik terhadap permukaan bidang datar sejauh 1 cm. Konsep Viskositas sering juga dinyatakan dalam sentipose (1 Poise = 100 cP).
Artikel Terkait : Pengertian Tegangan Permukaan Beserta RumusNya
Rumus Viskositas Hukum Poiseuille
Suatu fluida tidak kental bisa mengalir melalui sebuah pipa yang bertingkat dan tanpa adanya gaya yang diberikan. Pada fluida kental (viskos) diperlukan perbedaan tekanan antara ujung-ujung pipa untuk menjaga kesinambungan aliran viskositas, apakah air atau oli pada pipa atau darah pada sistem sirkulasi manusia.
Penurunan rumus hukum poiseuille banyaknya debit atau cairan yang mengalir persatuan waktu (Q) melalui penampang melintang berbentuk silinder berjari-jari r, yang panjangnya I, selain ditentukan oleh beda tekanan (∆P) pada kedua ujung yang memberikan gaya pengaliran juga ditentukan oleh luas penampungan pipa dan viskositas cairan. Hubungan tersebut dirumuskan oleh Poiseuille yang dikenal dengan hukum Poiseuille adalah
atau dapat pula dinyatakan sebagai persamaan.
Q = adalah kecepatan aliran volume dinyatakan dalam satuan SI m³/S.
V = volume cairan yang melewati pipa persatuan waktu (m³).
t = waktu (s).
∆P = P2 - P1 = beda tekanan kedua ujung pipa atau pembuluh (N/m²)
Artikel Terkait : Sifat Sifat Larutan Beserta Rumusnya
Rumus Viskositas Hukum Stokes
Rumus viskositas hukum stokes terjadi Apabila benda padat bergerak dengan kecepatan tertentu dalam medium fluida kendal, maka benda tersebut akan mengalami hambatan yang diakibatkan oleh gaya gesekan fluida. Gaya gesek tersebut sangat sebanding dengan kecepatan relatif gerak benda terhadap viskositas dan mediumnya. itulah salah satu faktor yang mempengaruhi viskositas hukum stokes. Besarnya gaya gesekan fluida telah dirumuskan sebelumnya sebagai.
F = A/z n v = k n vdimana k adalah koefisien yang besarnya bergantung bentuk geometrik benda. Dari hasil percobaan, untuk benda berbentuk bola dengan jari-jari r diperoleh k = 6 π r. Dengan memasukan nilai k diperoleh F = 6 π r n v.
Artikel Terkait : Hukum Hukum Gas Terlengkap dan Contoh Soalnya
Bilangan Reynolds
Prinsip dasar bilangan reynolod dalam Hukum Poiseuille ialah untuk menjelaskan mengapa pada penderita usia lanjut mengalami pingsan, akibat tekanan darah meningkat, mengapa daerah ujung (akral) suhunya dingin. Aliran laminar atau aliran kental adalah aliran salah satu lapisannya bergeser relatif perlahan terhadap lapisan yang lain. Aliran yang tidak laminar adalah arus pusar yang lazim yang disebut aliran turbulen. Aliran ini mengambarkan kecepatan aliran cukup besar melalui pipa dengan diameter besar. Untuk memperkirakan apakah aliran akan turbulen diperoleh dengan menghitung besaran tak berdimensi yang dinyatakan dengan rumus bilangan Reynolds (Re) yaitu.
Keterangan.
R = jari-jari pipa.
d = rapatan cairan.
v = viskositas cairan.
Artikel Terkait : Pengertian, Sifat Dan Tekanan Gas Ideal
Pengukuran Viskositas
Materi Viskositas cairan dapat ditentukan dengan beberapa cara. Salah satu cara uji viskositas pengukuran diantaranya dapat dilakukan dengan viskometer kapiler ostwald dan viskometer bola jatuh.
Penetapan viskometer ostwald dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya suatu cairan dalam pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri dari a ke b.
Viskositas dihitung sesuai rumus persamaan hukum poiseuille sebagi berikut.
t adalah waktu yang diperlukan cairan bervolume V, yang mengalir melalui pipa kapiler dengan panjang I dan jari-jari r. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan aliran kedua ujung pipa viskometer dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat cairan.
b. Viskometer Bola Jatuh.
Pengukuran viskositas lainnya cairan dapat ditentukan dengan metode bola jatuh berdasarkan hukum stokes. Penetapannya diperlukan bola kelereng dari logam dan alt gelas silinder berupa tabung seperti pada viskometer hoppler.
Jika bola mempunyai rapatan db dan rapatan cairan dc, maka gaya yang menyebabkan gerakan adalah sebesar Fg = (db - dc) V g, atau ditulis dengan rumus Fg = 4/3 π r³ (db -dc) g.
dimana g adalah percepatan gravitasi.Artikel Terkait : LARUTAN - PENGERTIAN, RUMUS DAN SOAL LARUTAN TERLENGKAP
Faktor-faktor Yang Memengaruhi Viskositas
Setiap fluida atau zat alir mempunyai viskositas yang berbeda-beda yang harganya bergantung pada jenis cairan atau suhu. Cairan mempunyai viskositas lebih besar dari pada Gas, karena mempunyai gaya gesek untuk mengalir lebih besar. Pada kebanyakan cairan viskositas turun dengan naiknya suhu.
Hubungan koefisien viskositas suatu cairan dan suhu dirumuskan oleh arrhenius dengan persamaan.
dimana A adalah suatu konstanta yang bergantung pada bobot molekul dan volume molar dari cairan tersebut Ea adalah energi pengaktifan yang diperlukan untuk memulai aliran antara molekul-molekul cairan tersebut. R adalah tetapan gas ideal (8.314 J/K mol) dan T suhu mutlak (K).
Itulah beberapa ulasan tentang materi viskositas, beserta faktor faktor yang mempengaruhi viskositas dan rumus Viskositas Hukum Poiseuille.