Upload
risma-sihombing
View
3.249
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN TETAP PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA
“ JENIS – JENIS FLUIDA “
DISUSUN OLEH :
RISMA SIHOMBING
05091002007
KELOMPOK 6
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
INDERALAYA
2010
DAFTAR ISI
Judul ………..………………………………………………………………. 1
Daftar Isi ……………………………………………………………………. 1
Latar Belakang………………………………………………………………. 1
Tinjauan Pustaka ……….…………………………………………………… 1
Alat dan Bahan ……………………………....……………………………… 1
Cara Kerja……………………………………………….…………………… 1
Data Hasil Pengamatan ………….………………………………………….. 1
Hasil dan Pembahasan …………………….………………………………… 1
Kesimpulan …………………………………..……………………………… 1
Daftar Pustaka……….………………………………………………………. 1
LATAR BELAKANG
Dalam fisika, fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Anda
mungkin telah belajar disekolah bahwa materi yang kita temui dalam kehidupan
sehari-hari terdiri dari zat padat, cair, dan gas. Nah, istilah fluida terdiri dari zat cair
dan gas, karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat
seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam
fluida. Untuk lebih mudah memahaminya ada baiknya kita perhatikan contoh yang
biasa terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Ketika kita hendak mandi, kita pasti
membutuhkan air. Untuk sampai ke bak penampung, air pasti dialirkan baik dari
mata air atau dari sumur. Air merupakan salah satu contoh dari zat cair. Masih ada
contoh lainnya seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair
tersebut dapat kita kelompokkan ke dalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir
dari satu tempat ke tempat yang lain.
Selain zat cair, zat gas juga termasuk ke dalam fluida. Zat gas juga dapat
mengalir dari tempat satu ke tempat yang lain. Hembusan angin merupakan contoh
udara yang dapat berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain.
Zat padat tidak dapat digolongkan kedalam fluida karena zat padat tidak
dapat mengalir. Batu atau besi tidak dapat mengalir seperti air atau udara. Hal ini
dikarenakan zat pada benda tersebut cenderung tegar dan mempertahankan
bentuknya sedangkan fluida tidak mempertahankan bentuknya tetapi mengalir.
Selain zat padat, zat cair, dan zat gas, terdapat satu jenis zat lagi yang dinamakan
plasma. Plasma adalah zat gas yang terionisasi dan sering dinamakan sebagai “wujud
keempat dari materi”. Dan plasma juga tidak dapat digolongkan kedalam fluida.
Fluida merupakan salah satu aspek yang penting dalam kehidupan kita sehari-
hari. Setiap hari kita menghirupnya, meminumnya dan bahkan terapung atau
tenggelam didalamnya. Setiap hari pesawat udara terbang melaluinya, kapal laut
mengapung diatasnya. Demikian juga kapal selam dapat mengapung dan melayang
didalamnya. Air yang kita minum dan udara yang kita hirup juga bersikulasi didalam
tubuh kita setiap saat, hingga kadang tidak kita sadari.
Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu
bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah komponen
gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas permukaan tersebut
menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu.
Fluida adalah gugusan yang tersusun atas molekul-molekul dengan jarak
pisah yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak terikat
pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain.
Fluida adalah benda yang dapat mengalami perubahan bentuk secara terus
menerus karena gaya gesek yang bekerja terhadapnya.
Fluida merupakan zat yang dapat mengalir yang mempunyai partikel yang
mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Ketahanan fluida
terhadap perubahan bentuk sangat kecil sehingga fluida dapat dengan mudah
mengikuti bentuk ruang.
Fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan geseran, artinya sekecil
apapun gaya yang diberikan oleh fluida tersebut akan terdeformasi/tergeser sesuai
bentuk tempatnya. Dengan kata lain fluida merupakan zat yang dapat mengalir.
Semua fluida memilki suatu derajat komprebilitas dan memberikan tahanan kecil
terhadap perubahan bentuk.
Mekanika fluida adalah telah/pengkajian tentang fluida yang bergerak
maupun diam dan akibat yang ditimbulkan oleh fluida tersebut pada batasnya. Batas
itu dapat berupa permukaan yang padat atau fluida yang lain.
Fluida zat yanfg mempunyai fleksibilitas yang luar biasa tinggi. Fluida mampu
beradapatasi dengan sangat baik terhadap lingkungan baik itu dengan temperatur,
tekanan & tempat (volume), tetepi yang unik secara esensi suatu sifat zat yang ada
dalam fluida tersebut tidak pernah berubah.
TUJUAN
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui sifat-sifat dari aliran fluida tersebut dalam praktikum ini
yang digunakan adalah fluida air dan minyak.
2. Untuk mengetahui jenis-jenis dari fluida. Dalam praktikum ini yang dipakai
adalah jenis air dan minyak.
3. Untuk mengetahui viskositas dari fluida air dan minyak.
4. Untuk mengetahui pengaruh viskositas terhadap debit dan kecepatan aliran
fluida (air dan minyak) terhadap satuan waktu.
5. Untuk mengetahui kemiringan dari fluid air dan minyak terhadap waktu jika
dimodifikasi dengan perbedaan ketinggian tertentu.
6. Untuk mengetahui perbandingan kecepatan aliran fluida (air dan minyak)
dengan kemiringan tertentu dengan menggunakan pipa besi dan pipa PVC
terhadap perbedaan ketinggian tertentu dan mengetahui pengaruh hal tersebut
terhadap satuan waktu.
7. Untuk mengetahui pengaruh viskositas (kekentalan) terhadap kecepatan
aliran yang mengacu pada volume yang diperoleh terhadap satuan waktu.
TINJAUAN PUSTAKA
Fluida adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan ber-ubah secara
kontinyu apabila mengalami geseran, atau mempunyaireaksi terhadap tegangan geser
sekecil apapun.
Dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan, fluida tidak mampu
menahan gaya geser yang bekerja padanya dan oleh sebab itu fluida mudah berubah
bentuk tanpa pemisahan massa.
Gas adalah tidak mempunyai permukaan bebas, dan massanya selalu
berkembang mengisi seluruh volume ruangan, serta dapat dimampatkan. Sedangkan
cairan merupakan fluida yang mempunyai permukaan bebas, dan massanya akan
mengisi ruangan sesuai dengan volumenya serta tidak termampatkan.
Macam - Macam Fluida, yaitu :
- Gas
- Zat cair
Kesamaan kedua jenis fluida tersebut :
1. Zat cair dan gas tidak melawan terhadap perubahan bentuk
2. Zat cair dan gas tidak mengadakan reaksi terhadap gaya geser
Perbedaaan kedua jenis fluida tersebut :
1. Zat cair mempunyai muka air bebas dan gas tidak memiliki permukaan bebas
2. Zat cair hanya akan mengisi volume yang diperlukan sedangkan gas akan
mengisi seluruh ruangan
3. Zat cair tak termampatkan sedangkan gas dapat termampatkan
Dinamika fluida adalah subdisiplin dari mekanika fluida yang mempelajari
fluida bergerak. Fluida terutama cairan dan gas. Penyelsaian dari masalah dinamika
fluida biasanya melibatkan perhitungan banyak properti dari fluida, seperti
kecepatan, tekanan, kepadatan, dan suhu, sebagai fungsi ruang dan waktu. Disiplini
ini memiliki beberapa subdisiplin termasuk aerodinamika (penelitian gas) dan
hidrodinamika (penelitian cairan). Dinamika fluida memliki aplikasi yang luas.
Contohnya, ia digunakan dalam menghitung gaya dan moment pada pesawat, mass
flow rate dari petroleum dalam jalur pipa, dan perkiraan pola cuaca, dan bahkan
teknik lalu lintas, di mana lalu lintas diperlakukan sebagai fluid yang berkelanjutan.
Dinamika fluida menawarkan struktur matematika yang membawahi disiplin praktis
tersebut yang juga seringkali memerlukan hukum empirik dan semi-empirik,
diturunkan dari pengukuran arus, untuk menyelesaikan masalah praktikal.
Air
Air adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri
dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H2O. Karena air merupakan suatu
larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah
maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya. Dengan
demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Zat-zat ini sering disebut
pencemar yang terdapat dalam air
Sifat air yang penting dapat digolongkan ke dalam sifat fisis, kimiawi, dan
biologis. Sifat fisis dari air yaitu didapatkan dalam ketiga wujudnya, yakni, bentuk
padat sebagai es, bentuk cair sebagai air, dan bentuk gas sebagai uap air. Bentuk
mana yang akan didapatkan, tergantung keadaan cuaca yang ada setempat.
Tabel Sifat-Sifat Air :
MINYAK
Minyak merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan
tubuh manusia. Selain itu minyak juga merupakan sumber energi yang lebih efektif
dibandingkan karbohidrat dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan 9 kkal,
sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kkal/gram. Minyak,
khususnya minyak nabati, mengandung asam-asam lemak esensial seperti asam
linoleat, lenolenat, dan arakidonat yang dapat mencegah penyempitan pembuluh
darah akibat penumpukan kolesterol. Minyak juga berfungsi sebagai sumber dan
pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E dan K.
Minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang
berbeda-beda. Tetapi minyak seringkali ditambahkan dengan sengaja ke bahan
makanan dengan berbagai tujuan. Dalam pengolahan bahan pangan, minyak
berfungsi sebagai media penghantar panas, seperti minyak goreng, mentega dan
margarin. Minyak goreng adalah salah satu kebutuhan pokok masyarakat Indonesia
dalam rangka pemenuhan kebutuhan sehari-hari.
Minyak goreng yang kitakonsumsi sehari-hari sangat erat kaitannya dengan
kesehatan kita. Masyarakat kita sangat majemuk dengan tingkat ekonomi yang
berbeda-beda. Ada masyarakat yang menggunakan minyak goreng hanya untuk
sekali pakai, namun ada juga masyarakat yang menggunakan minyak goreng untuk
berkali-kali pakai. Untuk itu ingin diteliti kualitas dari minyak goreng yang belum
pernah dipakai, minyak goreng yang sudah dipakai satu kali, dan minyak goreng
yang sudah dipakai dua kali dengan parameter viskositas dan indeks bias. Parameter
kualitas minyak meliputi sifat fisik dan sifat kimia. Sifat fisik minyak meliputi
warna, bau, kelarutan, titik cair dan polimorphism, titik didih, titik pelunakan,
slipping point, shot melting Sutiah dkk Studi Kualitas Minyak Goreng point; bobot
jenis, viskositas, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point), titik asap, titik nyala
dan titik api. Parameter yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berdasarkan sifat
fisik minyak yaitu viskositas dan indeks bias. Standar mutu adalah merupakan hal
yang penting untuk menentukan minyak yang bermutu baik.
Ada beberapa faktor yang menentukan standar mutu yaitu : kandungan air
dan kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna, dan bilangan
peroksida. Faktor lain yang mempengaruhi standar mutu adalah titik cair dan
kandungan gliserida, kejernihan kandungan logam berat, dan bilangan penyabunan.
Mutu minyak kelapa sawit yang baik mempunyai kadar air kurang 0,1% dan kadar
kotoran lebih kecil dari 0,01 %, kandungan asam lemak bebas serendah mungkin
(kurang lebih 2 % atau kurang), bilangan peroksida dibawah 2, bebas dari warna
merah dan kuning (harus berwarna pucat) tidak berwarna hijau, jernih, dan
kandungan logam berat serendah mungkin atau bebas dari ion logam . Studi tentang
minyak goreng sebelumnya telah dilakukan oleh Istianah dengan parameter
perubahan sudut polarisasi terhadap berkas sinar yang ditransmisikan. Dari
penelitian tersebut secara kualitatif ditunjukkan bahwa minyak goreng yang
mempunyai kualitas paling baik adalah minyak goreng dengan efek perubahan sudut
polarisasi yang paling kecil dibanding yang lain. Pada penelitian ini secara kualitatif
hendak ditunjukkan bahwa minyak goreng yang mempunyai kualitas paling baik
yaitu minyak goreng dengan nilai viskositas dan indeks bias yang besar.
VISKOSITAS
Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara
molekul-molekul yang menyusun suatu fluida (fluida adalah zat yang dapat mengalir,
dalam hal ini zat cair dan zat gas). Istilahnya, viskositas adalah gaya gesekan internal
fluida (internal = dalam). 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.
Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air.
Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng,
oli, madu dkk. Anda bisa membuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng
di atas lantai yang permukaannya miring. Pasti air mengalir lebih cepat daripada
minyak goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu.
Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya
ketika ibu menggoreng paha ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental
menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas,
semakin kental zat gas tersebut.
Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, sebaliknya fluida yang
lebih kental lebih sulit mengalir. Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan
koofisien viskositas. Nah, jika fluida makin kental maka gaya tarik yang dibutuhkan
juga makin besar. Dalam hal ini, gaya tarik berbanding lurus dengan koofisien
kekentalan.
Fluida Temperatur (o C) Koofisien Viskositas
Air 0 1,8 x 10-3
20 1,0 x 10-3
60 0,65 x 10-3
100 0,3 x 10-3
Darah (keseluruhan) 37 4,0 x 10-3
Plasma Darah 37 1,5 x 10-3
Ethyl alkohol 20 1,2 x 10-3
Oli mesin (SAE 10) 30 200 x 10-3
Gliserin 0 10.000 x 10-3
20 1500 x 10-3
60 81 x 10-3
20 0,018 x 10-3
0 0,009 x 10-3
100 0,013 x 10-3
Pengaruh kekentalan relative terhadap kelembamamannya dapat dinyatakan
dengan bilangan Reynolds, didefinisikan sebagai :
Dimana V adalah kecepatan aliran dalam kaki perdetik (kpd); L adalah
karakteristik dalam kaki, di sini dianggap sama dengan dengan jari-jari hidrolik R
saluran; dan v kekentalan kinematik dalam kaki²/detik adalah sama dengan
kekentalan kinematik (kinematic viscosity) air dalam kaki²/detik adalah sama dengan
kekentalan dinamis µ (mu) dalam slug kaki-detik dibagi kerapatan massa p (rho)
dalam slug/kaki³. Untuk air pada 60ºC (20ºC), µ = 2,09 x 10ˉ dan p = 1,937; sebab
itu v = 1,08 x 10ˉ dan ρ = 1,937; sebab itu v =1,08 x 10ˉ
DEBIT
Data mengenai debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui ketersediaan
air, salah satu contohnya di tempat pengelolaan sumber daya air. Debit aliran dapat
dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan
melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada. Besarnya
ketersediaan air sebagai dasar alokasi air dapat diperoleh dengan peramalan debit
aliran sungai, agar hasil peramalan debit aliran sungai memenuhi persyaratan
diperlukan tata cara pengukuran debit air.
Peranan debit dalam bidang pertanian sangat penting, antara lain peranannya
dalam bidang irigasi. Data debit suatu daerah akan memperjelas jumlah ketersediaan
air, dari jumlah tersebut kita dapat menganalisis atau meramalkan apa yang harus
dikembangkan pada daerah tersebut.
Debit Q pada suatu penampang saluran untuk sembarang aliran dinyatakan
dengan Q = V A
Dimana V mecepatan rata-rata dan A adalah luas penampang melintang tegak
lurus terhadap arah aliran, karena kecepatan rata-rata dinyatakan sebagai debit dibagi
luasa ppenampang melintang.
Dalam sebagian besar persoalan aliran tunak, berdasarkan suatu
pertimbangan, maka debit dianggap tetap di sepanjang bagian saluran yang lurus;
dengan kata lain aliran bersifat kontinu. Oleh sebab itu, berdasarkan persamaan
diatas.
Q = V1 A1 = V2A2
Dimana indeks menunjukan penampang saluran yang berlainan. Ini
merupakan persamaan kontinuitas untuk aliran tunak kontinu (Continuos steady
flow). Namun persamaan 2 tidak dapat dipakai bila debit aliran tunak, tak seragam
(nonuniform) di sepanjang saluran, yakni bila air mengalir keluar atau masuk
disepanjang arah aliran. Jenis aliran ini dikenal sebagai aliran berubah beraturan
( spatially varied flow) atau, aliran diskontinu (discontinuos flow) terdapat di selokan
jalan, pelimpahan luapan samping, air pembilas melalui saringan, cabang saluran
disekitar tangki pengolahan air buangan, saluran pembuangan utama dan saluran
pembawa dalam siatem irigasi.
ALAT dan BAHAN
ALAT :
1. Botol dan selang infus
2. Statif
3. Gelas ukur
4. Ember
5. Gelas ( cangkir )
6. Corong
7. Selang
8. Batu bata
9. Pipa PVC
10. Pipa besi
11. Mistar
12. Cutter
13. Stopwatch
BAHAN :
1. Air
2. Minyak sayur
CARA KERJA
Percobaan fluida zat cair ( Air ) dan viscositas ( Minyak Sayur )
A. Mengukur debit dengan selang infus
1. Sediakan alat dan bahan
2. Masukan air ke dalam botol infus, dan pastikan katup pada selang yang
dihubungkan dengan botol infus tersebut terbuka
3. Pasang botol tersebut pada ujung atas statif, dengan mengkondisikan
statif di tempat yang aman ( tempat datar )
4. Kemudian sediakan stopwatch
5. Gelas ukur diletakkan tepat di ujung selang infus
6. Kemudian dengan bersamaan katup infus dibuka dan stopwatch
dihidupkan
7. Amati keadaan air yang mengalir pada waktu 18,07 detik dan catatlah
berapa volume air yang tertampung pada gelas ukur tersebut
8. Untuk menghitung viskositas ( minyak sayur ) ulangi langkah – langkah
diatas dengan menggantikan zat cair ( air ) dengan minyak sayur
B. Menghitung slope ( kemiringan ) dengan membandingkan pipa yang digunakan
Pipa PVC
1. Sediakan alat dan bahan ( pipa PVC, batu bata, mistar, corong, selang,
cutter, gelas ukur, air, dan minyak )
2. Untuk membuat slope pertama, maka sediakan 1 batu bata yang
mempunyai ukuran 8 cm
3. Pasang ujung corong dengan selang karet, lalu hubungkan ke pipa PVC
yang sudah dimiringkan (slope ) dengan meletakkan batu bata di bawah
ujung pipa PVC
4. Tuangkan air ke dalam corong sekaligus hidupkan stopwatch. Sehingga
air mengalir di dalam pipa PVC
5. Pada saat air keluar dari pipa PVC ke gelas ukur, maka segera matikan
stopwatch
6. Amati berapa waktu yang dibutuhkan untuk proses tersebut
7. Untuk membuat perbedaan slope selanjutnya, maka dilakukan langkah
demi langkah dengan cara menambah batu bata sesuai dengan kemiringan
( slope ) yang akan diamati
8. Untuk menghitung viskositas ( minyak sayur ) ulangi langkah – langkah
diatas dengan menggantikan zat cair ( air ) dengan minyak sayur
Pipa Besi
1. Sediakan alat dan bahan (pipa besi, batu bata, mistar, corong, selang,
cutter, gelas ukur, air, dan minyak )
2. Untuk membuat slope pertama, maka sediakan 1 batu bata yang
mempunyai ukuran 8 cm
3. Pasang ujung corong dengan selang karet, lalu hubungkan ke pipa
besi yang sudah dimiringkan (slope ) dengan meletakkan batu bata di
bawah ujung pipa besi
4. Tuangkan air ke dalam corong sekaligus hidupkan stopwatch.
Sehingga air mengalir di dalam pipa besi
5. Pada saat air keluar dari pipa besi ke gelas ukur, maka segera matikan
stopwatch
6. Amati berapa waktu yang dibutuhkan untuk proses tersebut
7. Untuk membuat perbedaan slope selanjutnya, maka dilakukan
langkah demi langkah dengan cara menambah batu bata sesuai dengan
kemiringan ( slope ) yang akan diamati
8. Untuk menghitung viskositas ( minyak sayur ) ulangi langkah –
langkah diatas dengan menggantikan zat cair ( air ) dengan minyak
sayur
DATA HASIL PENGAMATAN
A. Mengukur debit dengan selang infus
Minyak
Waktu ( s ) Volume ( mL )
15,00 detik 38 mL
B. Menghitung slope ( kemiringan ) dengan membandingkan pipa yang
digunakan
Pipa PVC
Slope Minyak
Slope ( s ) Waktu ( s )
8 cm 9,035
Air
Waktu ( s ) Volume ( mL )
18,07 detik 192 mL
Slope Air
Slope ( s ) Waktu ( s )
8 cm 1,5
16 cm 6,155
24 cm 5,78
32 cm 5,33
C. Menghitung slope ( kemiringan ) dengan membandingkan pipa yang
digunakan
Pipa Besi
Slope Minyak
Slope ( s ) Waktu ( s )
8 cm 7,61
16 cm 4,31
24 cm 3,7
16 cm 1,2
24 cm 1,2
32 cm 1
Slope Air
Slope ( s ) Waktu ( s )
8 cm 1,67
16 cm 1,58
24 cm 1,27
32 cm 1,23
32 cm 3,2
HASIL dan PEMBAHASAN
1. HASIL
Mengukur debit dengan selang infus
Minyak
Waktu ( s ) Volume ( mL )
15,00 detik 38 mL
Rumus :
Penyelesaian :
= = 0,0000106253
= = 0,0000025333
Air
Waktu ( s ) Volume ( mL )
18,07 detik 192 mL
2. PEMBAHASAN
A. VISKOSITAS
Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara
molekul-molekul yang menyusun suatu fluida (fluida adalah zat yang dapat mengalir,
dalam hal ini zat cair dan zat gas). Istilahnya, viskositas adalah gaya gesekan internal
fluida (internal = dalam). 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.
Viskositas juga mempengaruhi laju kecepatan aliran fluida itu mengalir
terhadap satuan waktu. Semakin kecil nilai viskositas suatu fluida maka laju aliran
fluida terhadap satuan waktu semakin cepat, begitu juga sebaliknya. Karena nilai
viskositas (kekentalan) dari air lebih kecil dibandingkan dengan nilai viskositas
(kekentalan) dari minyak goreng maka laju aliran terhadap satuan waktu air lebih
cepat dibandingkan dengan minyak goreng.
Viskositas (kekentalan) juga dapat dijadikan tolok ukur dalam penentuan
mutu fluida. Semakin besar tingkat viskositasnya maka semakin bagus mutu dari
fluida tersebut.
B. DEBIT ALIRAN
Debit Q pada suatu penampang saluran untuk sembarang aliran dinyatakan
dengan
Q = V A
Dimana V mecepatan rata-rata dan A adalah luas penampang melintang tegak lurus
terhadap arah aliran, karena kecepatan rata-rata dinyatakan sebagai debit dibagi luasa
ppenampang melintang.
Dalam sebagian besar persoalan aliran tunak, berdasarkan suatu
pertimbangan, maka debit dianggap tetap di sepanjang bagian saluran yang lurus;
dengan kata lain aliran bersifat kontinu. Oleh sebab itu, berdasarkan persamaan
diatas.
Q = V1 A1 = V2A2
Dimana indeks menunjukan penampang saluran yang berlainan. Ini merupakan
persamaan kontinuitas untuk aliran tunak kontinu (Continuos steady flow).
Akan tetapi pada praktikum ini data yang kami ambil adalah volume dari aliran
fluida tersebut sehingga rumus yang digunakan yaitu :
Q =V/t
Dimana ,
Q = debit air (m3/s).
t = waktu saat fluida mengalir (m2)
V = Kecepatan aliran fluida (m/s)
Dimana variable-variabel yang diamati antara lain yaitu volume untuk menentukan
debit fluida (air dan minyak goreng) terhadap satuan waktu, slope (kemiringan)
dalam ketinggian tertentu terhadap satuan waktu dengan menggunakan pipa besi dan
pipa PVC.
C. SLOPE (KEMIRINGAN)
Untuk menentukan kemiringan aliran menggunakan dua media yaitu dengan
menggunakan pipa besi dan pipa PVC. Perlu diketahui, bahwa permukaan pipa PVC
jauh lebih halus dibandingkan dengan permukaan pipa besi. Tingkat kehalusan
permukaan pipa sangat menentukan cepat atau tidaknya fluida mengalir didalam pipa
tersebut terhadap satuan waktu. Dan berdasarkan pengamatan aliran fluida lebih
cepat mengalir dalam pipa PVC dibandingkan mengalir pada pipa besi. Selain
tingkat kehalusan permukaan pipa, laju aliran fluida terhadap satuan waktu juga
ditentukan oleh viskositas fluida tersebut. Dan dari hasil percobaan aliran fluida lebih
cepat mengalir adalah fluida air yang mengalir dalam pipa PVC.
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini adalah :
1. Viskositas (kekentalan) mempengaruhi kecepatan aliran fluida. Semakin
kental fluida tersebutan maka semakin kecil (lambat) aliran fluidanya.
2. Kemiringan (slope) mempengaruhi kecepatan fluida juga yang dimodifikasi
dengan perbandingan ketinggian tertentu.
3. Viskositas juga dapat menjadi penentu baik tidaknya mutu dari fluida
tersebut.
4. Viskositas minyak goreng lebih tinggi dibandingkan dengan viskositas air.
5. Faktor-faktor yang mempengaruhi debit aliran air pada saluran terbuka antara
lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan
saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction) dan
angin.
6. Kecepatan aliran fluida lebih cepat pada pipa PVC dibandingkan dengan pipa
besi karena permukaan pipa PVC lebih licin dan halus dibandingkan dengan
pipa besi.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Erlangga
Kanginan, Marthen, 2000, Fisika 2000, SMU kelas 1, Caturwulan 2, Jakarta : Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Erlangga