Teori Viskositas (Fisika Dasar II)

VISKOSITAS

I.       Definisi

Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu cairan ( fluida ) yang terjadi karena adanya gaya gesek antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida.

Fluida terdiri dari zat cair dan zat gas. Pada zat cair viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi atau gaya tarik menarik antara molekul yang sejenis. Sedangkan dalam zat gas viskositas disebabkan tumbukan antara molekul.

Fluida yang lebih cair akan lebih mudah mengalir daripada fluida yang kental. Tingkat kekentalan fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kurang viskositas fluida cair. Sedangkan pada fluida gas semakin tinggi suhunya maka makin kental.

II.    Koefisien Viskositas

      Viskositas dilambangkan dengan simbol eta h :

h = G

      F. dv/dy

 ket :     h  = viskositas

            G  = gaya gesek

            F  = luas lap. zat cair

            dv = perb. kecepatan antara 2 lap zat cair

            dy = jarak antara 2 lap. zat cair

Sataun Sistem Internasional ( SI ) untuk koefisien viskositas adalah Ns/m² = Pa.s (pascal sekon). Satuan CGS ( centi gram sekon ) untuk koefisien viskositas adalah dyn.s/cm² = poise ( P ). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipoise ( cP ). 1cP = 1/100 P

Fluida	Temperatur ( 0C )	Koefisien 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	30	200 x 10-3
Gliserin	0	10.000 x 10-3
	20	1.500 x 10-3
	60	81 x 10-3
Udara	20	0,018 x 10-3
Hidrogen	0	0,009 x 10-3
Uap Air	100	0,013 x 10-3

Jenis-jenis viskosimeter :

1.      Viskosineter Bola Jatuh

      Berdasarkan persamaan hukum Stokes

2.      Viskosimeter Ostwald

      Berdasarkan persamaan hukum Poiseuille

III. Persamaan Poiseuille

Viskosimeter Ostwald didasarkan pada persamaan viskositas poiseuille ditemukan oleh Jean Louis Marie Poiseuille, persamaannya sebagai berikut :

                              h = r² P π t              ket :     h = viskositas

                                           8 v i                      r = jari- jari kapiler

                                                                                          P = tekanan hidrostatik

                                                                                          t = waktu mengalir

                                                                                          v = volume cairan

                                                                                          i = panjang kapiler

Yang diukur adalah waktu mengalir cairan dari a ® b

      Cairan I                                               Cairan II

               h = r² P₁ π t₁                                                     h = r² P₂ π t₂                    

               8 v i                                           8 v i

     h₁ = P₁ t₁                                            P cairan ~ r cairan  

        h₂ = P₂ t₂

Sehingga,  h₁ = r₁ t₁   

                   h₂ = r₂ t₂

IV. Viskosimeter Bola Jatuh

Berdasarkan hukum Stokes dengan mengamati jatuhnya benda melaui medium zat cair yang mempunyai gaya gesek yang makin besar bila kecepatan benda jatuh makin besar.

                              h =      2 r² ( d – dm ) g

                                     9 ( s/t ) ( 1+ 2,4 r/R )

ket :  h = viskositas cairan                        g = gaya gravitasi

         r = jari- jari bola                                s = jarakjatuh ( a ® b )

         d = kerapatan bola                           t = waktu bola jatuh

         dm = kerapatan cairan                      R = jari-jari tabung viskosimeter