PENGUKURAN KOEFISIEN VISKOSITAS GLISERIN DENGAN VISKOMETER

Transkripsi

1 PENGUKURAN KOEFISIEN VISKOSITAS GLISERIN DENGAN VISKOMETER Oleh : Alif Syaiful Adam (4344) Anik Lutfiyah (4345) ABSTRAK Ekperimen tentang pengukuran koefiien vikoita glierin dengan vikometer bertujuan untuk menganalia hubungan jarak maa dan diameter bola terhadap waktu. Dilakukan dengan cara mengukur maa bola maa jeni glierin diameter bol diameter dalam tabung dan fungi zat cair dalam tabung. Selanjutnya mengukur jarak dan menjatuhkan bola ke dalam zat cair. Setelah itu diukur waktu bola hingga mencapai daar. Nila koefiien vikoita bola I ebear (7±) N./m dan bola II ebear (.9±) N./m. Nilai ini tidak euai dengan teori karena kealahan paralak dan juga pada kodii lingkungan yang berfluktuai. Dari percobaan dapat diebut pula bahwa emakin bear jarak yang diberikan maka emakin bear waktu yang dibutuhkan untuk ampai di daar tabung dan ebaliknya emakin bear maa dan diameter bola maka emakin kecil waktu yang dibutuhkan untuk ampai di daar tabung. I. PENDAHULUAN II. Kekentalan adalah ifat dari uatu zat cair (fuida) diebabkan adanya geekan antara molekul-molekul zat cair dengan kohei pada zat cair terebut. Geekan-geekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Suatu zat memiliki kemampuan tertentu ehingga uatu padatan yang dimaukkan ke dalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peritiwa geekan antara permukaan padatan terebut dengan zat cair. Sebagai contoh apabila dimaukkan bola kecil ke dalam zat cair terlihat batu terebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya ampai di daar zat cair. Oleh karena itu percobaan ini dilakukan agar dapat mengetahui vikoita dari zat cair. III. Adapun tujuan dai percobaan ini adalah untuk menganalia hubungan antara jarak terhadap waktu maa terhdap waktu dan diameter bola terhadap waktu. Adapun rumuan maalah dari percobaan ini adalah Bagaimana hubungan antara jarak VI. terhadap waktu? ; Bagaimana hubungan antara maa terhadap waktu? dan Bagaimana hubungan antara diameter terhadap waktu? IV. V. DASAR TEORI VII. Vikoita gerak fluida adalah analogi dari geekan di dalam gerak benda padat. Vikoita memperkenalkan gaya-gaya tangenial di antara lapian-lapian fluida di dalam gerak relative dan mengakibatkan diipai tenaga mekani. VIII. Itilah vikoita umumnya digunakan dalam menjelakan aliran fluida untuk menandakan derajat geekan internal pada fluida. Geekan internal atau gaya viko berkaitan dengan hambatan yang dialami oleh dua lapian fluida yang berebelahan untuk bergerak relative atu terhadap yang lain. Vikoita menyebabkan ebagian energi kinetic dari fluida berubah menjadi energy internal.mekanime ini mirip dengan benda yang meluncur pada permukaan

2 horizontal kaar yang kehilangan energi kinetiknya. IX. Vikoita juga dapat diartikan ebagai ukuran kekentalan fluida yang menyatakan bear kecilnya geekan di dalam fluida. Semakin bear vikoita zat cair maka emakin ulit fluida untuk mengalir dan emaikin ulit uatu benda bergerak dalam fluida terebut. Vikoita ada pada zat cair maupun ga dan pada intinya merupakan gaya geekan antara lapian-lapian yang beriian pada fluida aat lapian-lapian terebut bergerak atu melewati yang lainnya. Pada zat cair vikoita dihailkan oleh gaya kohei antar molekul. Pada ga vikoita muncul dari tumbukan antar molekul. X. Pada tahun 45 ir George Stoke menunjukkan bahwa uatu bola berjari-jari (r) yang bergerak dengan kecepatan (v) di dalam uatu fluida homogeni akan mengalami gaya geekan fluida (F) ebear : XI. XII. F=kηv.. () XIII. XIV. Dengan k adalah kontanta yang bergantung pada bentuk geometri benda. Untuk benda berbentuk bola nilai k = 6 π r bila diubtituikan ke peramaan () diperoleh peramaan hokum tike ebagai berikut: XV. XVI. F =6 π rv () XVII. XVIII. Dengan : F= gaya geekan Stoke (N) XIX. η = koefiien vikoita fluida XX. r =jari-jari bola (m) XXI. v =kelajuan bola (m/) XXII. XXIII. Vikoita ering dinyatakan dalam entipoie (Cp) yang bearnya epereratu poie. Tabel. menujukkan koefiien vikoita untuk berbagai fluida. Temperature juga dicantumkan karena mempunyai efek yang kuat vikoita zat cair eperti minyak epeda motor mialnya menurun dengan cepat terhadap naiknya temperature. XXIV. Tabel Koefiien vikoita untuk berbagai fluida XXV. Fl ui da XXVI. Te XXVII. K o e fi i e n V i k o it a ( N. / m XXVIII. Air XXIX. XXX. XXXI. D ar ah XLII. XLIII. XLIV. ) LV.

3 ut uh XXXII. Pl a m a da ra h XXXIII. Ethyl Al ko ho l XXXIV. Oli mein (S A E ) XXXV. Gl e er in XXXVI. XXXVII. Udara XXXVIII. Hidrogen XXXIX. Uap air XL. XLI. Pa. = Pa = cp XLV. 37 XLVI. 37 XLVII. XLVIII. 3 XLIX. L. LI. 3 LII. LIII. LIV. LVI. LVII. 3 LVIII. 4 LIX. 5 LX. LXI. LXII. LXIII. 5 LXIV. 6 9 LXV. LXVI. 9 LXVII. LXVIII. LXIX. Benda yang akan dijatuhkan pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan percepatan dengan gaya-gaya yang bekerja : LXX.

4 LXXI. LXXII. Gambar Gaya yang bekerja pada aat bola di dalam air LXXIII. LXXIV. Σ F=W F A F R =m.a..(3) LXXV. LXXVI. dengan W adalah gaya berat benda F A gaya angkat ke ata dan F r adalah gaya geek zat cair. LXXVII. Semakin bear kecepatan gaya geek akan makin membear ehingga uatu aat akan terjadi keeimbangan dinami(benda bergerak tanpa kecepatan): LXXVIII. LXXIX. F r =W F A (4) LXXX. LXXXI. Dengan memaukkan harga gaya-gaya diperoleh: LXXXII. Fr=Fr LXXXIII. LXXXIV. (5) 6 πηvr=w F A η=.r. g (ρ bola ρ cairan ) 9 v.. LXXXV. LXXXVI. Untuk Ketelitian diperlukan factor koreki : LXXXVII. LXXXVIII. v=v ( ' +4 r R )( +33 r L ) =k. v'.(6) LXXXIX. XC. Dengan : v= kecepatan yang telah dikoreki (m/) XCI. v ' = kecepatan berdaarkan pengamatan (m/) XCII. r= Jari-jari bola (m) XCIII. R= Jari-jari dalam tabung (m) XCIV. L= Panjang zat cair dalam tabung (m) XCV. XCVI. XCVII. XCVIII. METODE EKSPERIMEN. Alat dan Bahan a. Peralatan vikometer b. Bola baja c. Hidrometer d. Jangka orong e. Micrometer krup f. Neraca g. Stopwatch h. Glierin. Gambar rancangan percobaan XCIX. C. Gambar Deain percobaan 3. Variabel-variabel percobaan CI. Variable manipulai = maa (m)

5 CII. Definii operaional variable manipulai : maa bola yang digunakan emakin lama emakin bear yang ditimbang dahulu dengan neraca digital yang dilakukan kali manipulai maa yaitu 57 kg dan kg. CIII. Variabel manipulai = diameter (d) CIV. Definii operaional variabel manipulai : diameter bola yang digunakan emakin lama emakin bear diukur menggunakan micrometer krup yang dilakukan kali manipulai diameter yaitu m dan 634 m. CV. Variable manipulai 3 = jarak () CVI. Definii operaional variabel manipulai : jarak pada tabung vikoita yang digunakan emakin lama emakin bear yang diukur menggunakan penggari dari titik acuan bawah dilakukan 5 kali manipulai jarak yaitu m ; 3 m ; 4 m ; 5 m ; 6 m ; 7 m dan m CVII. CVIII. Variabel repon = waktu (t) CIX. Defini operaional variable repon : bearnya waktu yang dibutuhkan bola ketika dijatuhkan hingga mencapai daar tabung vikoita. CX. Variabel control = jari-jari dalam tabung (R) panjang zat cair dalam tabung (L) dan uhu ruangan (T) CXI. Definii operaional variable control:. Panjang jari-jari bagian dalam tabung vicometer dan diukur dengan Jangka orong. Panjang dikontrol ebear 9 - m.. Ketinggian zat cair pengii tabung vicometer dan diukur dengan penggari. Panjang dikontrol ebear 9 m. 3. Suhu ruangan dikontrol dengan aumi bahwa nilai uhu ebear 3 C. 4. Langkah-langkah Percobaan CXII. Mengukur maa bola menggunakan neraca mengukur maa jeni glierin dengan hidrometer mengukur diameter bola dengan mikrometer krup mengukur diameter dalam tabung menggunakan jangka orong lalu mengukur panjang zat cair dalam tabung. Selanjutnya mengukur jarak pada tabung vicometer dan menandainya. Setelah itu menjatuhkan bola ke dalam zat cair dan mengamati apabila bola telah melewati tanda maka dengan cepat menekan tombol topwatch. Penekanan tombol topwatch untuk mengakhiri pengukuran waktu apabila benda telah mencapai daar tabung. Kemudian waktu yang diperoleh dicatat dan mengulangi percobaan ini elama tiga kali dengan menggunakan dua maa yang berbeda dan pada tujuh jarak yang berbeda. CXIII. HASIL DAN PEMBAHASAN CXIV. Berdaarkan ekperimen tentang pengukuran koefiien vikoita glierin dengan vikometer diperoleh data ebagai berikut: CXV. Percobaan Bola CXVI. Tabel. Data Hail Percobaan Bola CXVII. CXVIII. CXIX. N t () CXXI. CXXII. CXXIII. 67 CXX. ɳ CXXIV. 76

6 CXXV. CXXVI. CXXVII. CXXIX. CXXX. 3 CXXXI. CXXXIII. CXXXIV. CXXXV. 4 CXXXVII. CXXXVIII. 5 CXLI. CXLII. 6 CXLV. CXLVI. 7 CXXXIX. CXLIII. CXLVII. 4 CXXVIII. 76 CXXXII. 654 CXXXVI. 74 CXL. 76 CXLIV. 65 CXLVIII. 654 CXLIX. Dengan g=9 m/ :m=57 kg; r=555 m; R=9 m; ρ cairan = kg/m 3 ; l=9 m CL. Percobaan Bola CLI. Tabel 3. Data Hail Percobaan Bola CLV. ɳ CLII. N CLVI. CLX. CLIII. CLVII. CLXI. CLXIV. CLXV. 3 CLIV. t () CLVIII. 67 CLXII. CLXVI. 33 ( N. / m ) CLIX. 4 CLXIII. 4 CLXVII. 4 CLXVIII. CLXIX. 4 CLXX. CLXXII. CLXXIII. CLXXIV. 5 CLXXVI. CLXXVII. CLXXVIII. 6 CLXXX. CLXXXI. CLXXXII CLXXI. 37 CLXXV. 4 CLXXIX. 6 CLXXXIII. 56 CLXXXIV. Dengan g=9 m/ ; m= kg; r=37 m; R=9 m; ρ cairan = kg/m 3 ; l=9 m CLXXXV. Untuk percobaan dan dimana untuk menentukan nilai koefiien vikoita glierin dengan melakukan manipulai terhadap jarak tempuh bola (h). Kemudian untuk mendapatkan nilai koefiien vikoita glierin ( ɳ) dengan peramaan η=. r. g (ρ bola ρ cairan ) 6 v dan menentukan nilai cepat rambat bola baja pada zat cair ( v ) dengan peramaan CLXXXVI. v=v ( ' +4 r R )( +33 r L ) =k. v'. CLXXXVII. Dari ubtitui nilainilai yang didapat pada percobaan dalam peramaan di ata didapat nilai ɳ rata-rata dari tiga kali percobaan dengan jarak tempuh bola (h) yang berbeda ebanyak tujuh kali pada bola yaitu ebear 7 N./m dengan taraf ketelitian ebear 976% dan pada bola yaitu ebear 9 N./m dengan taraf ketelitian ebear 979%. Jika dari data yang didapat dibuat grafik antar jarak ketinggian yang berpengaruh terhadap waktu tempuh (dengan manipulai jarak

7 dan maa) maka akan diperoleh grafik ebagai berikut: CLXXXVIII. CLXXXIX. Dari grafik terebut di ata dapat kita analia nilai koefiien vikoita glierin yaitu ebear.69 N./m. Nilai η ini diperoleh dari analitik grafik yaitu dengan peramaan : CXC. η= m.r g( ρ b ρ c ) 9 ( +4 r R ) (+33 r L ) CXCI. Dimana peramaan grafik yang diperoleh dari grafik CXCII. Bola I CXCIII. y = CXCIV. R = 97 CXCV. Bola II CXCVI. y= CXCVII.R =9776 CXCVIII. Nilai yang dihitung berdaarkan analii grafik terebut.69 N./m berbeda edikit dengan perhitungan analii rumu pada bola I ebear 7N./m karena ketidakteraturan data ehingga tidak banyak titik yang terlewati oleh gari. Namun apabila nilai pada perhitungan analii grafik dibulatkan agara didapatkan atu angka di belakang koma maka nilai kedua perhitungan dengan cara yang berbeda ini memiliki nilai yang ama. CXCIX. Nilai yang dibandingkan pada kedua analii perhitungan hanya dilakukan pada bola karena nilai η bola berbeda jauh dengan teori. CC. Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh koefiien vikoita zat yang memiliki nilai berbeda pada etiap maa yang berbeda pula. Maa bola yang bernilai lebih bear memiliki nilai koefiien vikoita dan bola. Nilai ini berbeda karena dipengaruhi oleh jari-jari yang akan berpengaruh pada perhitungan maa jeni bola terebut. Maa jeni bola nantinya digunakan dalam perhitungan nilai koefiien vikoitanya. Akan tetapi kedua nilai ini berbeda dengan teori. Percobaan yang dilakukan pada uhu 3 C dimana pada uhu terebut bear nilai koefiien vikoita yang terdapat dalam teori ebear 69 N./m. Hal ini karena banyak kemungkinan kealahan yang terjadi aat percobaaan. Kealahan terebut pada aat penekanan tombol topwatch dan pembacaan kalanya kurang akurat. Pada aat bola dijatuhkan memungkinkan terdapat kecepatan awal aat memaukkan bola pada zat cair karena dilakukan tanpa menggunakan holding magnet. Selain itu tekanan udara pada ekitar tidak dikontrol karena pada teori nilai tekanan emakin bear maka nilai koefiien vikoitanya kecil. Kealahan lain yang memungkinan karena kealahan pengukuran maa jeni glierin yang tidak euai dengan teori ehingga nilai vikoitanya berbeda. Nilai maa jeni glierin pada teori eharunya 6 kg/m 3. Meikpun demikian tetap tampak

8 adanya hubungan yang koniten yaitu untuk jarak tempuh bola yang emakin bear maka waktu tempuhnya juga emakin bear. Begitu pula untuk variai diameter dan maa bola logam juga tampak adanya hubungan yaitu untuk diameterdan maa bola logam yang emakin bear maka waktu tempuhnya emakin kecil. CCI. CCII. CCIII. KESIMPULAN DAN SARAN CCIV. Berdaarkan analii data dan pembahaan di ata dapat diambil keimpulan bahwa :. Semakin bear jarak yang diberikan maka waktu yang dibutuhkan juga emakin bear.. Semakin bear maa bola maka waktu yang dibutuhkan emakin kecil. 3. Semakin bear diameter bola maka waktu yang dibutuhkan emakin kecil. CCV. CCVI. Adapun aran dari penuli yakni:. Menggunakan penanda permanen untuk menentukan jarak yang haru ditempuh bola ebagai bearan yang dimanipulai.. Ekperimen dilakukan dengan abar dan hati-hati ehingga diperoleh hail yang angant teliti terutama dalam membaca kala (topwatch). 3. Mengontrol ketinggian zat cair ecara berkala karena pada aat pengangkatan bola dari vicometer zat cair akan terbawa ecara tidak engaja. 4. Menghitung uhu ruangan ecara tepat karena vikoita zat cair berubah eiring berubahnya uhu lingkungan dan mencari nilai koefiien glierin euai uhu ruang aat melakukan percobaan. CCVII. CCVIII. DAFTAR PUSTAKA CCIX. Jewett Serway. 9. Fiika untuk Sain dan Teknik Buku I Edii 6. Jakarta: Salemba Teknika. CCX. Mulyaningih Sri dkk. 7. Fiika daar I Seri I: Mekanika. Surabaya: Unea Univerity Pre. CCXI. Renick Halliday. 97. Fiika Jilid Edii Ketiga. Jakarta : Erlangga. CCXII.

9 CCXIII. CCXIV. CCXV. CCXVI. CCXVII. CCXVIII. CCXIX. CCXX. CCXXI. CCXXII. CCXXIII. CCXXIV. CCXXV. CCXXVI. CCXXVII.