15 Penguapan dan pengembunan yang terlalu cepat dari suatu cairan
bertekanan rendah disebut Kavitasi Cavitation. Gelembung-gelembung uap yang terjadi pada proses kavitasi akan berekspansi cepat ketika cairan
berpindah ke daerah yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan penguapannya. Hal ini akan mengakibatkan erosi terhadap permukaan zat
padat dan vibrasi. Dalam perencanaan pompa dan turbin, kavitasi harus dihindari karena akan sangat mengganggu performencenya.
Contoh :
Berapa suhu didih air a. Pada permukaan air laut b. Pada ketinggian 3 km dari permukaan air laut
Penyelesaian :
a. Dari tabel terlampir, pada permukaan air laut elevasi = 0 tekanan atmosfir standard = 101.33 Kpa abs. Suhu didih air pada tekanan atmosfir
standard 101.33 Kpa abs adalah 100
o
C b. Dari tabel terlampir, pada ketinggian 3 km, tekanan atmosfir standard
70,121 Kpa abs adalah 91
o
C.
2.5. Bulk Modulus of Elasticity K
Apabila cairan dengan volume V diberi tambahan tekanan sebesar dp maka volumenya akan berkurang sebesar V
d .
K = -
V V
d dp
…………………………………..… 2.5.1
Atau K = -
V d
dp V
……………………………………… 2.5.2
Tanda - menunjukkan hubungan berlawanan antara perubahan tekanan dan perubahan volume. Nilai K menunjukkan sifat kompresibilitas suatu fluida.
Contoh :
Cairan ditekan pada sebuah silindir dengan volume 1 liter 1 liter = 1000 cm
3
pada tekanan 1 MN m
2
. Pada waktu ditekan 2 MN m
2
, volumenya
16 berkurang menjadi 995 cm
3
. Berapa Bulk modulus of elasticity dari cairan tersebut ?
Penyelesaian :
p = 2 MNm
2
- 1 MNm
2
= 1 MNm
2
V = 995 cm
3
- 1000 cm
3
= -5 cm
3
V = 1000 cm
3
Dari persamaan 2.5.1 K =
1000 5
1
MN m
2
= + 200
2
m MN
2.6. Tegangan Permukaan dan Kapilaritas
Gerakan molekul di dalam cairan menimbulkan sifat kohesi dan adhesi. Kohesi adalah sifat tarik menarik antar molekul pada cairan yang
bersangkutan, sedangkan adhesi adalah sifat tarik menarik antara molekul cairan dengan zat yang berbatasan dengannya. Kohesi memungkinkan
cairan dapat menahan tegangan tarik dan adhesi mendorong cairan tersebut menempel pada zat yang berbatasan.
Pada antar muka cairan dan gas, dan antar muka antara dua cairan yang tidak tercampur immiscible, perbedaan gaya gerak antar molekul
membentuk lapisan imaginer yang dapat menahan tegangan. Sifat fluida demikian ini disebut tegangan permukaan surface tension.
Gb 2.6.1. Kapilaritas pada tabung gelas
17 Terjadinya kapilaritas Capilarity disebabkan oleh tegangan permukaan
dan oleh harga relatif antara kohesi cairan dan adhesi anatara cairan dan zat padat. Jika kohesi cairan lebih kecil dari adhesinya maka cairan akan
membasahi permukaan zat padat dan permukaannya akan naik pada titik kontaknya. Contoh fluida yang bersifat demikian adalah air. Sebaliknya jika
kohesi lebih besar dari adhesinya maka permukaan cairan akan turun pada titik kontaknya, contoh : air raksa mercury.
Permukaan cairan yang melengkung keatas atau kebawah disebut meniscus.
Gb 2.6.2. Kapilaritas naik.
Gaya keatas karena tegangan permukaan sama dengan berat kolom zat cair dalam tabung.
2 r cos = r
2
h
h =
r .
cos 2
……………………………………
2.6.1
dengan = tegangan permukaan
panjang satuan
gaya satuan
. .
= sudut pembahasan = berat jenis cairan
r = jari-jari tabung h = kenaikan kapilaritas meniscus diukur pada titik pusat tabung
18 Suatu cairan disebut membasahi wetting sebuah permukaan bila
2
, Apabila
2
zat tersebut tidak membasahi non wetting. Sudut kontak
antara air, udara dan permukaan kaca yang bersih = 0
o
dan air raksa sekitar 140
o
Bila diameter tabung tube lebih besar dari 12 inchi, efek kapilaritas diabaikan.
Untuk air dan gelas = 0
cos = 1
h =
r .
2
…………………….……………………………… 2.6.2 Untuk tetesan droplet
Tinjau
p
2
4 d
=
d
.
p =
d
.
4 =
r
. 2
Untuk Pancaran Silindris
pLd = 2L
p =
d
. 2
=
r
19
Contoh :
Sebuah tabung kaca bersih berdiameter 2 mm dimasukkan kedalam air bersuhu 20
o
C. Berapa kenaikan air dalam tabung.
Penyelesaian :
air pada suhu 20
o
C, adalah 9789
3
m N
Tegangan permukaan air = 0.074
m N
Sudut permukaan air pada tabung kaca bersih = 0
o
cos = 1
h =
r .
2
=
001 .
. 9787
074 .
. 2
3
m m
N m
N
= 0,01512 m = 15,12 mm
20
BAB III STATIKA FLUIDA
