Pengertian Viskositas: Jenis, cara mengukur, manfaat

Artikel berikut akan menguraikan pengertian dari Viskositas. Kemudian bagaimana rumus untuk menghitung Viskositas. Tidak lupa juga kami menulis apa manfaat dan kegunaan dari Viskositas  dalam kehidupan sehari-hari.

Viskositas adalah jenis sifat curah lainnya yang didefinisikan sebagai ketahanan cairan untuk mengalir. Ketika gaya tarik antarmolekul kuat di dalam cairan, ada viskositas yang lebih besar.

Contoh dari fenomena viskositas adalah dengan membayangkan perlombaan antara dua cairan di permukaan kaca. Mana yang lebih cepat mengalir, madu atau air? Jelas dari pengalaman orang akan mengharapkan air dengan cepat melewati madu, sebuah fakta yang mengungkapkan madu memiliki viskositas yang jauh lebih tinggi daripada air.

Viskositas tidak hanya ketahanan fluida untuk mengalir, tetapi juga ketahanan gas terhadap aliran, perubahan bentuk atau pergerakan. Kebalikan dari viskositas adalah fluiditas yang mengukur kemudahan aliran

Sementara cairan seperti oli motor atau madu yang “lamban” dan viskositasnya tinggi dikenal sebagai viskos. Seseorang mungkin mengajukan pertanyaan tentang apa yang sebenarnya terjadi dalam cairan yang membuat satu jenis mengalir lebih cepat dan yang lainnya lebih tahan terhadap aliran seperti perbandingan antara madu dan air sebelumnya.

Karena bagian dari fluida bergerak, ia memaksa bagian cairan lain yang berdekatan untuk bergerak bersamanya menyebabkan gesekan internal antara molekul-molekul yang pada akhirnya mengarah pada berkurangnya laju aliran.

Penting juga untuk dicatat bahwa viskositas cairan dan gas dipengaruhi oleh suhu tetapi dengan cara yang berbeda yang berarti bahwa pada pemanasan, viskositas cairan berkurang dengan cepat, sedangkan gas mengalir lebih lambat. Mengapa demikian?

Ketika suhu meningkat, kecepatan rata-rata molekul dalam cairan juga meningkat dan akibatnya, mereka menghabiskan lebih sedikit waktu dengan “tetangga” mereka. Oleh karena itu, ketika suhu meningkat, rata-rata gaya antarmolekul menurun dan molekul dapat berinteraksi tanpa “terbebani” satu sama lain.

Viskositas gas, bagaimanapun, meningkat dengan meningkatnya suhu karena ada peningkatan frekuensi tumbukan antar molekul pada suhu yang lebih tinggi. Karena sebagian besar molekul terbang dalam kehampaan, setiap peningkatan kontak yang mereka miliki satu sama lain akan meningkatkan gaya antarmolekul yang pada akhirnya akan menyebabkan ketidakmampuan seluruh zat untuk bergerak.

Mengukur Viskositas

Ada banyak cara untuk mengukur viskositas. Salah satu cara paling mendasar adalah membiarkan bola, seperti bola logam, jatuh melalui cairan dan waktu jatuhnya bola logam: semakin lambat bola itu jatuh, semakin besar viskositas yang diukur.

Desain lain yang lebih canggih untuk mengukur viskositas dikenal sebagai Ostwald Viscometer yang jauh lebih akurat daripada menjatuhkan bola logam. Ostwald Viscometer terdiri dari dua bola lampu reservoir dan tabung kapiler. Viskometer diisi dengan cairan sampai cairan mencapai tanda A dengan bantuan pipet untuk secara akurat mengukur volume cairan yang dibutuhkan. Viskometer kemudian dimasukkan ke dalam bak air yang menyeimbangkan suhu cairan uji. Seperti disebutkan sebelumnya, keseimbangan penting untuk menjaga suhu konstan agar tidak mempengaruhi viskositas sebaliknya. Cairan kemudian ditarik melalui sisi 2 tabung-U dengan menggunakan pengisapan dan terakhir, aliran adalah waktu antara tanda C dan B. Viskositas dihitung dengan Persamaan 1

η = Kt

dimana K adalah nilai cairan dengan viskositas dan kerapatan yang diketahui seperti air. Setelah nilai K diketahui, viskositas dapat ditentukan dengan mengukur jumlah waktu cairan uji mengalir antara dua tanda lulus.

ViskositasViskositas – Materi makalah rangkuman mengenai pengertian, contoh, manfaat, dan rumus viskositas dalam ilmu fisika. Untuk lebih jelasnya silahkan simak penjelasan dibawah ini.

Pengertian Viskositas

Viskositas adalah salah satu besaran fisika sebagai cara untuk menyatakan berapa resistensi atau daya tahan dari aliran yang diberikan terhadap suatu cairan. Kebanyakan  dari viskometer (alat untuk mengukut viskositas) digunakan untuk  mengukur kecepatan suatu cairan yang mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Definisi lain dari viskositas ialah ukuran yang menyatakan kekentalan  dari suatu cairan atau fluida.

Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan agar  mengalir. Viskositas cairan tersebut akan menimbulkan gesekan antar bagian atau lapisan cairan yang bergerak dengan benda lainya. Hambatan atau gesekan yang terjadi merupakan hasil dari gaya kohesi dalam zat cair (Yazid, 2005).

Viskositas juga dapat diukur dengan cara mengukur laju cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Nilai dari viscositas juga dapat menentukan kecepatan mengalirnya cairan.

Dalam zat cair, viskositas dapat dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan pada gas, viskositas  tersebut timbul sebagai akibat dari tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair itu dapat ditentukan secara  kuantitatif yaitu dengan besaran yang disebut koefisien viskositas.

Satuan SI  koefisien viskositas ialah (Ns/m2/pascal sekon (Pa s). untuk Satuan cgs (centimeter gram sekon) dan untuk SI koifisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (p). Viskositas juga dapat dinyatakan dalam centipoise (cP). 1 cP = 1/1000 P.

Sifat dari zat cair ialah seperti berikut ( Wylie, 1992) :

  1. jika ruangan lebih besar dari volume zat cair maka akan terbentuk permukaan bebas horizontal yang berhubungan dengan atmosfer.
  2. zat cair Mempunyai rapat masa dan berat jenis.
  3. zat cairDapat dianggap tidak termampatkan.
  4. zat cairMempunyai viskositas (kekentalan).
  5. zat cair juga Mempunyai kohesi, adesi dan tegangan permukaan.

Viskositas Dinamis (mutlak / absolut)

Viskositas absolut, koefisien viskositas mutlak, adalah ukuran hambatan dalam fluida. Viskositas dinamis adalah gaya dalam arah tangensial tiap satu satuan luas yang dibutuhkan agar dapat memindahkan suatu bidang horisontal ke sebuah bidang lainnya, dalam unit velositas (velocity), ketika mempertahankan jarak dalam sebuah cairan.

Hukum Newton berbunyi:, bahwa tegangan geser dalam suatu cairan sebanding dengan laju perubahan kecepatan normal aliran, laju kecepatan ini disebut sebagai gradien kecepatan.

Rumus Viskositas Dinamis :

T = µ (dc / dy)

Keterangan :

  • T = Tegangan geser (N/m2)
  • µ = Viskositas dinamis (Ns/m2)
  • dc = satuan kecepatan (m/s)
  • dy = satuan jarak antara (m).

Rumus tersebut sering disebut sebagai hukum Newton.

Di dalam sistem SI satuan viskositas dinamis satuannya ialah  (Ns/m2, Pa s atau kg/(ms), dimana:

1Pa s = 1Ns/m2 = 1kg/(ms)

Jika dinyatakan kedalam  satuan metrik sistem CGS (centimeter, gram, seconds / detik)adalah: g/(cm s), dyne s/cm2 atau centipoise (cP), maka:

1 centipoise = 1dyne s/cm2 = 1g/(cm s) = 1/10 Pa s = 1/10 Ns/m2

Untuk pemakaian poise pada viskostatis maka akan menghasilkan angka yang terlalu besar sehingga sering dibagi dengan angka 100 yaitu dalam centipoise (cP), menjadi:

1P = 100cP
1cP = 0,01 poise = 0,01g/(cm s) = 0,001Pascal = 1miliPascal = 0,001Ns/m2

Air pada suhu 20,2C (68,4F) memiliki viskositas mutlak 1 centipoise.

Zat zat lainnya dapat kita lihat pada table dibawah ini:

Zat Viskositas absolute
Udara 1,983 x 10-5
Air 1 x 10-3
Minyak zaitun 1 x 10-1
Gliserin 1 x 10
Madu cair 1 x 101
Emas cair 1 x 102
Kaca 1 x 1040

Viskositas Kinematis

Viskositas kinematis adalah perbandingan atau rasio antara besarnya viskositas absolut dengan rapat jenis atau masa jenis (densitas) dengan jumlah dimana tidak ada kekuatan yang terlibat. Viskostatis kinematik dapat  Dihitung dengan membagi viskositas absolut cairan dengan densitas massa cairan.

Rumus Viskositas Kinematis :

v = µ/ᵨ

Keterangan 

  • v = viskositas kinematis satuan (m2/s)
  • µ = viskositas absolut / dinamis satuan (Ns/m2)
  • ᵨ = densitas satuan(kg/m3).

Dalam sistem SI atau (satuan internasional) satuan viskositas kinematis adalah m2/s atau Stoke (St), dimana:

1 st (stoke) = 10-4 m2/s = 1cm2/s

Karena Stoke merupakan satuan unit yang besar maka perlu di bagi dengan angka100, supaya menjadi unit yang lebih kecil, yaitu: centiStoke (cSt),dengan begitu maka akan berubah menjadi :

1St = 100cSt
1cSt = 10-6m2/s = 1mm2/s

Berat jenis air pada suhu 20,2C (68,4F) adalah hampir satu dan viskositas kinematik air pada suhu 20,2C (68,4F) adalah praktis 1,0mm2/s (cSt). Yang lebih tepat, viskositas kinematis untuk air pada 20,2C (68,4F) adalah mm2/s (cSt).

Contoh konversi dari viskositas mutlak ke viskositas kinematik dalam satuan imperial adalah :

v = 6,7197 10-4 µ / y

Dimana:

  • v = viskositas kinematik (ft2/s)
  • µ = viskositas absolut / dinamis (cP)
  • y = berat spesifik (lb/ft3).

Viskositas dan Referensi Suhu

Tingkat viskositas cairan sangat bergantung dengan suhunya, sehingga untuk viskositas dinamis atau kinematik hal itu akan menjadi penting. Dalam ISO 8217  dijelaskan mengenai referensi suhu untuk suatu cairan adalah 100C, dan untuk suatu cairan destilat adalah 40C.

Kesimpulannya adalah :

– Untuk  suatu cairan atau fluida, viskositas kinematik menurun pada suhu yang semakin tinggi.

– Untuk sebuah gas, viskositas meningkat pada suhu yang semakin tinggi.

Manfaat Viskositas dalam kehidupan sehari-hari

  1. Minyak pelumas mesin
  2. Viskosits air yang membantu air diserap oleh akar tanaman untuk dapat naik ke batang sebuah tanaman

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *