Gejala meniscus Berdasarkan pengerian tegangan permukaan yang telah kita bahas

__________________________________________________ pengukuran TEKNIK ALAT BERAT _________________________________________ 27 rendah dibandingkan permukaan zat cair di luarnya b. Semakin kecil pipa kapiler, semakin besar penurunan permukaan zat cair. Gejala naik turunnya permukaan zat cair dalam pipa kapiler ini disebut gejala kapilaritas, seperti tampat dalam gambar 2.12 a dan b. Berdasarkan gambar 2.12 tersebut, kita simpulkan bahwa gejala kapilaritas naik terjadi pada peristiwa menis- cus cekung, sedangkan gejala kapilaritas turun terjadi pada peristiwa meniscus cembung. Kenapa permuka- an zat cair bisa turun dalam permukaan pipa kapiler? Gambar 2.12 Gejala kapilaritas Perhatikan gambar 2.13a, dimana zat cair mengalami meniscus cekung. Tegangan permukaan menarik pipa kearah bawah karena tidak diimbangi oleh gaya tegangan permukaan yang lain. Sesuai dengan hukum III Newton tentang aksi-reaksi, pipa akan melakukan gaya yang sama besar pada zat cair, tetapi dalam arah yang berlawanan lihat Gambar 2.12b. Gaya ini lah yang menyebabkan zat cair naik. Zat cair berhenti naik ketika berat kolom zat cair yang naik sama dengan gaya keatas yang dikerjakan pipa pada zat cair lihat gambar 2.12c. Gambar 2.13 Analisis gejala kapiler Jika massa jenis zat cair adalah ρ tegangan permukaan γ , sudut kontak θ , kenaikan zat cair setinggi h, dan jari-jari pipa kapiler r, maka Berat zat cair yang naik = mg = ρ Vg Berat zat cair yang naik = ρ π r 2 hg …… i __________________________________________________ pengukuran TEKNIK ALAT BERAT _________________________________________ 28 Komponen gaya vertical yang menarik zat cair ini naik adalah F = γ cos θ 2 π r ….. ii Ingat kembali Persamaan 2.6 untuk mendapatkan persamaan diatas. Dengan menyamakan kedua persamaan ini, akhirnya diperoleh : ? 2 2 hg r π θ πγ cos r g r h ρ θ γ cos 2 ……….. 2.8 Sebagai contoh, kita masukkan nilai-nilai untuk air yang dimasukkan pada sebuah pipa kapiler, dimana θ = 0, ? = 1,0 gcm 3 , γ = 7,3 x 10 -2 Nm -1 , r = 0,50 x 10 - 3 m. Persamaan 11.13 kita peroleh : h = m 8 , 9 m 10 x , 1 m 10 x 50 , cos m N 10 x 3 , 7 2 2 3 3 3 - 1 -2 s kg = 3,0 x 10 -2 m = 30 mm Kapilaritas dalam sehari-hari ternyata gejala kapilaritas banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Contoh gejala kapilaritas yang bermafaat adalah pada kompor minyak tanah. Sumbu kompor berfungsi sebagai pipa kapiler, sedangkan minyak tanah berfungsi sebagai zat cair. Karena gejala kapilaritas ini, minyak tanah dapat meresap dan bergerak naik melalui sumbu sehingga kompor bisa dinyalakan. Pada tumbuh-tumbuhan, air dari dalam tanah naik ke tumbuh-tumbuhan melalui gejala kapilaritas. Yang bertindak sebagai pipa kapiler dalam kasus ini adalah akar tumbuh-tumbuhan dan pembuluh kayu dalam batang tumbuhan. Saat ini banyak beredar obat nyamuk cair yang memanfaatkan gejala kapiler. Obat nyamuk ini tidak perlu disemprotkan, tetapi obat nyamuk cair yang ini akan meresap naik melalui sebuah kayu yang berfungsi sebagai pipa kapiler.Selanjutnya obat nyamuk tersebut difungsikan secara elektrik. Disamping menguntungkan, ternyata gejala kapilaritas ada juga yang merugikan, misalnya naiknya air melalui dinding rumah pada waktu hujan. Ketika hujan turun, air hujan yang berada di permukaan tanah bisa meresap melalui dinding rumah sehingga dinding rumah bagian dalam menjadi lembab. Tentu saja dinding rumah yang lembab ini tidak baik bagi kesehatan penghuninya.