Laporan Praktikum Kimia Fisik Viskositas

LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR
VISKOSITAS

LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2013

BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Viskositas adalah sifat dari suatu zat fluida yang disebabkan adanya gesekan
antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kinetis pada zat cair tersebut.
Viskositas (kekentalan) dapat dianggap sebagai gesekan di bagisn dalam suatu
fluida. Karena adanya viskositas ini, maka untuk menggerakkan salah satu lapisan
fluida di atas lapisan lainnya, atau supaya satu permukaan dapat meluncur di atas
pemukaan lainnya bila diantara permukan-permukaan ini terdapat lapisan fluida
haruslah dikerjakan gaya.
Untuk mendapatkan viskositas (kekentalan) zat cair, dalam percobaan kali ini
bahan yang digunakan adalah bola besi. Bola besi ini dimasukkan ke dalam

tabung yang telah berisi oli dan minyak. Bola besi yang digunakan berbeda-beda
ukuran mulai dari yang diameter kecil sampai diameter besar. Kemudian
menghitung waktu tempuh yang dibutuhksn oleh boal besi daam zat cair.
Peranan viskositaa dalam kehidupan sehari-hari sangatlah banyak, misalnya
pada poengisian diesel dengan oli, pengentalan darah, dan yang lainnya.
Percobaan ini dilakukan jarena masih sedikitnya praktikan atau mahasiswa yang
kurang mengetahui dan memahami peangaplikasian konsep viskositas. Jadi
diharapkan setelah diadakan percobaan ini mahasiwa dapat lebih paham tentang
viskositas dan perhitunga dalam viskositas.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah praktikum viskositas kali ini adalah :
1. Bagaimana rapat massa pada bola dengan rapat massa pada zat cair?
2. Bagaimana hubungan antara kekentalan dengan kecepatan pada benda?
3. Bagaimana hubungan antara viskositas dengan kelajuan?

1.3 Tujuan
Adapun tujuan praktikum viskositas ini adalah :
1. Mampu menentukan rapat massa pada bola dengan rapat massa pada zat
cair.
2. Mampu menentukan hubungan antara kekentalan dengan kecepatan pada

benda.
3. Mampu menentukan hubungan antara viskositas dengan kelajuan.
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari praktikum viskositas kali ini adalah praktikan atau
mahasiswa dapat mengerti dan memahami konsep viskositas (kekentalan) zat cair
dengan prinsip bola jath, serta dapat menerapkan dalam kehidupan sehari-hari ,
misalnya kejadian pad asaat memasukkan olu diesel, memasukkan barang ke
dalam wadah yang di beri minyak serata contoh lainnya adalah pengentslsn darah.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Viskositas suatu fluida adalah ukuran berapa besar tegangan geser yang
dibutuhkan untuk menghasilkan laju geser. Satuannya adalah satuan tegangan per
satuan laju geser, atau Pa .det dalam satuan SI. Satuan SI yang lain adalah
N . det /m 2 ¿ sebuah fluida yang kental (voscous) contohnya seperti aspal, memiliki
nilai viskositas yang besar ( Heacht, 2006).
Apabila benda padat mengalami tegangan luncur, pada benda padat itu
terjadi suatu pergeseran dan tegangan-tegangan ini tidak bergantung pada
regangan luncur, melainkan berganutng pada cepatnya perubahan. Untuk cairan
yang mudah mengalir, misalnya air atau minyak tanah, tegangan luncurnya relatif
keciluntuk cepat perubahan regangan luncur tertentu, dan viskositasnya juga

relatif kecil. Dalam hal cairan seperti gliserin diperlukan teganagan luncur yang
lebih besar untuk cepat perubahan regangan luncur yang sama, dan viskositasnya
lebih besar pula ( Zemansky, 1962 ).
Tingkat kekentalan suatu fluida bergantung pada suhu, semakin tinggi
suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Selain itu kekentalan suatu
fluida atau lebih tepatnya koefisien viskositas juga bergantung pada jenis
fluidanya, gaya tarik antar molekul serta ukuran dan jumlah molekul terlarut
( Soedojo, 2008).
Gaya gesekan antara permukaan padat dengan fluida medium dimana
benda itu bergerak akan sebanding dengan kecepatan relatif gerak benda itu
terhadap medium ini merupakan penemuan dari Sir George Stokes yang di kenal
dengan hukum Stokes. Berikut gambar dari hukum stokes :
Fs
Fa

V

W

Gambar 2.1 Hukum Stokes

(Sumber : Soedojo, 2008)

Keterangan :
Fa = gaya archimedes (apung)
Fs = gaya stokes (hambat)
W = gaya berat
V = kecepatan
Apabila sebuah bola kecil bergerak dalam suatu fluida yang viskositasnya
nol, tekanan di sembarang titik pada permukaan bola yang searah dengan arah
gerak bola sehingga resultan gaya pada bola samadengan nol. Jika bola kecil di
jatuhkan pada fluida kental, maka akan timbul hambatanpada gerak bola tersebut.
Besaran yang mempengaruhi jari-jari bola r, kecepatan bola relatif terhadap fluida
V dan koefisien viskositas fluida η . Dengan demikian resultan gaya stokes
dirumuskan :
F=6 ηπr V

(2.1)

Ada tiga gaya yang bekerja pada gambar 2.1 , yaitu :
1. Berat bola itu sendiri (W) = massa (m) × gravitasi (g)

2. Gaya apung (Fa) dari zat cair (gaya ke atas / archimedes)
3. Gaya stokes (Fs) (arahnya ke atas)disebut pula gaya hambat.
( Yulianti, 1998).
Dimensi

viskositas

di

tentukan

dari

hukum

viskositas

newton,

penyelesaian untuk viskositas η :

T
η= dv
dy

(2.2)

dan pemasukan dimensi-dimensi F L T untuk gaya, panjang, dan waktu.
T =F . L−2
V =L . T −1
Y =L

(2.3)

( Pujiono, 1985).
Viskositas gas meningkat dengan suhu tetap , sedangakan viskositas cairan
berkurang dengan meningkatnya suhu. Perbedaan terhadap suhu tersebut dapat
diterangkan dengan menyimak penyebab-penyebab dari viskositas. Tahanan atau
fluida terhadap tegangan geser bergantung pada kohesinya dan pada laju
perpindahan momentum molekulnya. Caoran dengan molekul-molekul yang lebih
rapat dari pada gas , mempunyai gaya-gaya kohesi yang jauh lebih besar dari pada

gas. Kohesi nampaknya merupakan penyebab utana viskositas dalam cairan dan
karena berkurang dengan naiknya suhu, maka demikian pulalah dengan
viskositasnya ( Soedojo, 2008).
Pada umumya pengukuran koefisien viskositas fluida, khususnya cairan
adalah bergantung pada hambatan gerakan benda di dalam fluida, misalnya
mengukur kecepatan berputar silinder pada sumbunya bahwa silinder itu di dalam
cairan yang hendak ditentukan viskositasnya ( Soedojo, 2008).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum viskositas
adalah:
1.

Viskometer bola jatuh dengan perlengkapannya 1 set, digunakan untuk
mengukur viskositas zat cair.

2.

Mikrometer, digunakan untuk mengukur diameter bola.

3.

Stopwatch, digunakan untut mencatat waktu yang diperlukan bola untuk
menempuh jaraj dari titik (T) ke S1 S2 S3.

4.

Neraca / timbangan, digunakan untuk menimbang ( mengetahui) massa
bola .

5. Benda padat berbentuk bola, digunakan untuk bahan pengukuran diameter
dan massa, serta sebagai bahan uji coba.
6. Mistar atau penjepit, digunakan untuk mengukur diameter tabung.
3.2 Desain Percobaan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum viskositas
adalah:
Q
10 cm

permukaan cairan
T
S1
S2
S3

Gambar 3.1 Viskometer

( Sumber : Purwandari, 2013 )
3.3. Langkah Kerja
Adapun langkah kerja percobaan viskometer ini adalah :
1.

Diameter bagian dalam tabung di ukur.

2.

Salah satu diameter bola kecil yang tersedia di ukur.

3. Massa bola kecil di timbang.

4. Kedudukan dari titik T dari tabung percobaan diperhatikan, di mana pada
kedudukan di titik T1 bola (θ ) dianggan telah mencapai kecepatan
terminalanya.
5. Ditentukan titik S1 yang jaraknya 40 cm di bawah titik T.
6. Bola dijatuhkan dan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak dari
titik T ke titik S1 di catat. Dan di ulangi hingga tiga kali.
7. Point 5 dan 6 di ulangi dengan jarak (S) yang berbeda, yakni untuk S2 = 50
cm , S3 = 60 cm dengan diameter yang berbeda.
3.4 Analisis Data
Adapun metode analisis yang digunakan dalam percobaan viskometer ini
adalah :
3.4.1 Menentukan massa jenis benda ( ρb )
1
∆ mb = nst
2
1
∆ r b= nst
2
mb
ρb = V

b
4
V b = π r b3
3
∑V b
∆ V b = ∑ r (∆ r b )
b

| |

δ mb

|4 π3r b |∨∆ m ∨+|4 π r b |∨∆ r ∨¿

∆ ρ b=

3

b

3

b

∆ ρb
I = ρ × 100 %
b

( )

K=100 %−I
∆ ρb
AP=1−log ρ
b
3.4.2 Menentukan kecepatan terminal
s
V=
t
∆V
I = V m × 100 %
m
K=100 %−I
V m =(V m ± ∆ V m )
∆Vm
AP=1−log V
m
∂V m 2
∂V m 2
2
∆ V m = ∂ s ¿ ∆ s∨¿ + ∂ t ¿ ∆ t∨¿2 ¿ ¿
∆ V m=

√|
√|

|
| |
∂V
∂ s /t
¿
0,68
×
∆
s∨¿
+
|
|
∂s
∂ t | ¿ ∆ t∨¿ ¿ ¿
2

2

2

3.4.3

m

menentukankekentalan dari suatu fluida
r
F k =1+2,4
R
1
∆ r = nst
2
1
∆ R= nst
2
2,4
2,4
∆ F k = R |∆ r|+ R ∨∆ R∨¿

| |

η=

2 r 2 (∂ b−∂ c )
∂ (V m−Ek )

| |

2

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Adapun hasil dari percobaan viskositas ini adalah :
4.1.1 Minyak
Bola Besar
Vm
142,8
160
181,8

η
0,074
0,066
0,098

s1 = 40 cm
∆η
0,009
0,009
0,081

η±∆η
(0,074±0,009)
(0,066±0,009)
(0,098±0,081)

I
13,3 %
14,5%
13,9%

K
86,7%
85,5%
86,1%

AP
2
2
2

∆η
0,009
0,009
0,010

η±∆η
(0,065±0,009)
(0,059±0,009)
(0,008±0,010)

I
5,5 %
15,4%
13,3%

K
94,5%
84,6%
86,7%

AP
2
2
2

∆η
0,010
0,009
0,010

η±∆η
(0,088±0,010)
(0,060±0,009)
(0,063±0,010)

I
13 %
15,3%
12,5%

K
87%
84,3%
87,5%

AP
2
2
2

s2 = 50 cm
Vm
161,2
178,5
131,5

η
0,065
0,059
0,008

s3 = 60 cm
Vm
120
176,4
127,6

η
0,088
0,060
0,063

Bola Sedang
Vm
75,47
30,53
29,6

η
0,120
0,298
0,245

s1 = 40 cm
∆η
0,013
0,015
0,060

η±∆η
(0,120±0,013)
(0,298±0,015)
(0,245±0,060)

I
11,16 %
5,03%
2,5%

K
88,84%
94,97%
97,42%

AP
2
2
2

∆η
0,037

η±∆η
(0,048±0,037)

I
7,7 %

K
92,3%

AP
2

s2 = 50 cm
Vm
89,2

η
0,048

113,6
29,6

0,038
0,039

0,010
0,025

(0,038±0,010)
(0,039±0,025)

36,3%
6,5%

73,7%
93,5%

2
2

η
0,080
0,360
0,047

∆η
0,015
0,003
0,024

η±∆η
(0,080±0,015)
(0,360±0,003)
(0,047±0,024)

I
19,75 %
18%
15%

K
80,25%
82%
85%

AP
2
2
2

s3 = 60 cm
Vm
51,72
120
90,9

Bola Kecil
Vm
160
85,1
142,8

s1 = 40 cm

η
0,030
0,010
0,105

∆η
0,009
0,013
0,013

η±∆η
(0,030±0,009)
(0,010±0,013)
(0,105±0,013)

I
31%
13%
12,3%

K
69%
87%
87,7%

AP
2
2
2

η
0,048
0,038
0,043

∆η
0,037
0,010
0,011

η±∆η
(0,048±0,037)
(0,038±0,010)
(0,043±0,011)

I
7,7 %
26,3%
25,5%

K
92,3%
73,7%
74,5%

AP
2
2
2

η
0,080
0,360
0,047

∆η
0,015
0,003
0,024

η±∆η
(0,080±0,015)
(0,360±0,003)
(0,047±0,024)

I
19,75 %
18%
15%

K
80,25%
82%
85%

AP
2
2
2

η±∆η
(0,31±0,001)
(0,38±0,0018)
(0,28±0,0011)

I
0,96%
0,47%
0,63%

K
99,24%
99,53%
99,53%

AP
3
3
3

I
0,65 %
0,71%

K
99,35%
99,29%

AP
3
3

s2 = 50 cm
Vm
89,2
113,6
100
s3 = 60 cm
Vm
51,72
120
90,9
4.1.2 Oli
Bola Besar
Vm
121,2
41,6
80,7

s1 = 40 cm
η
0,31
0,38
0,28

∆η
0,001
0,0018
0,0011

η
0,21
0,19

∆η
0,0013
0,002

s2 = 50 cm
Vm
74,6
81,2

η±∆η
(0,21±0,0013)
(0,19±0,002)

73,7

0,20

0,0016

(0,20±0,0016)

0,69%

99,31%

3

η
0,212
0,18
0,31

∆η
0,0013
0,0014
0,0018

η±∆η
(0,212±0,0013)
(0,18±0,0014)
(0,31±0,0018)

I
0,64 %
0,68%
0,79%

K
99,36%
99,32%
99,21%

AP
3
3
3

s3 = 60 cm
Vm
75
82,1
73,7

Bola Sedang
η
3,16
2,7
2,4

s1 = 40 cm
∆η
0,005
0,0026
0,0028

η±∆η
(3,16±0,005)
(2,7±0,0026)
(2,4±0,0028)

I
0,16%
0,21%
0,28%

K
99,84%
99,89%
99,72%

AP
4
4
4

η
Vm
5,22
3,07
4,91
3,07
4,7
2,29
s3 = 60 cm

∆η
0,0052
0,0039
0,0028

η±∆η
(3,07±0,0052)
(3,07±0,0039)
(2,29±0,0028)

I
0,17 %
0,15%
0,12%

K
99,83%
99,85%
99,88%

AP
4
4
4

η
3,17
3,41
3,21

∆η
0,016
0,025
0,016

η±∆η
(3,17±0,016)
(3,41±0,025)
(3,21±0,016)

I
0,52 %
0,74%
0,61%

K
99,46%
99,26%
99,39%

AP
4
4
4

Vm
5,1
4,8
4,5

s2 = 50 cm

Vm
5,05
5,35
5,25
Bola Kecil
Vm
11,5
9,7
5,6

s1 = 40 cm
η
1,6
2,1
1,1

∆η
0,13
0,016
0,0021

η±∆η
(1,6±0,13)
(2,1±0,016)
(1,1±0,0021)

I
8,25%
5,7%
4,3%

K
91,8%
94,3%
95,7%

AP
3
3
3

η
2,1
2,6
2,8

∆η
0,001
0,014
0,021

η±∆η
(2,1±0,001)
(2,6±0,014)
(2,8±0,021)

I
2,53 %
3,73%
5,81%

K
97,47%
96,9%
94,14%

AP
3
3
3

s2 = 50 cm
Vm
10,9
6,7
8,7
s3 = 60 cm

Vm
8,9
7,8
6,7

η
2,001
2,06
2,008

∆η
0,001
0,020
0,031

η±∆η
(2,001±0,001)
(2,06±0,020)
(2,008±0,031)

I
4,01%
5,09%
6,12%

K
95,99%
94,91%
93,88%

AP
3
3
3

4.2 Pembahasan
Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Viskositas
dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan farmasi, misalnya pada sediaan
suspensi, tidak boleh terlalu kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan
suspensi sulit dituangkan. Hal ini dapat menyebabkan distribusi zat aktif tidak
merata pada seluruh cairan dan keterimaan pasien juga rendah. Viskositas bola
bergantung pada waktu tempuh bola dan jenis bola yang digunakan.
Berdasarakan praktikum yang telah dilakukan dan berdasarkan tabel hasil
di atas, dapat diketahui bahwa rapat massa ( ρ) dari benda atau bola lebih besar
dari pada massa zat cair ( dalam hal ini minyak dan oli ). Dalam percobaan
viskositas ini terdapat kekurangan yang terjadi sehingga hasil yang diperoleh tidak
begitu akurat, oleh karena itu agar mendekati nilai kebenaran atau mendekati nilai
sempurna. Melalui percobaan viskositas dapat diketahui bahwa laju benda dalam
fluida atau zat cair ditentukan oleh berbagai faktor, bukan hanya faktor nilai
viskositas, tetapi juga dipengaruhi oleh massa benda, jari-jari benda, serta
kecepatan benda. Selain itu juga massa jenis mempengauruhi pada proses ini.
Nilai viskositas yang diperoleh d engan nilai kelajuan berbanding terbalik,
jika kecepatan benda semakin besar atau semakin cepat maka viskositas akan
semakin kecil. Dan sebaiknya jika kelajuan semakin kecil maka nilai viskositas
akan semakin besar. Pada percobaan ini diperoleh hasil bahwa kecepatan benda di
dalam minyak lebih besar jika dibandingkan dengan kecepatan benda di dalam oli.

Dengan melihat ini dapat diperoleh kesimpulan bahwa kekentalan pada oli lebih
besar dari pada nilai kekentalan pada minyak.
Semakin besar angka viskositas atau kekentalan pada suatu fluida , maka
akan semakin lambat pada suati zat cair atau fluida tersebut. Dan sebaliknya jika
angka atau nilai kekentalan atau viskositas pada sebuah zat cair kecil, maka benda
akan melaju dengan kecepatan yang tinggi di dalam suatu fluida.
Dari perhitungan yang dilakukan dapat dibuktikan bahwa semakin banyak
waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir, maka viskositas cairan
tersebut semakin besar pula. Hsl ini berarti waktu yang diperlukan oleh suatu
cairan untuk mengalir sebanding atau berbanding lurus dengan viskositasnya.
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan percobaan viskositas ini adalah :
1. Rapat massa pada bola lebih besar rapat massa pada zat cair atau fluida.
2. Semakin tinggi nilai atau angka viskositas pada suatu zat cair maka akan
semakin kecil atau semakin lambat kecepatan pada suatu benda di dalam
zat cair tersebut.
3. Melalui percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahw nilai viskositas
yang diperoleh dengan nilai kelajuan berbanding terbalik.
5.2 Saran
Adapun saran dalam melakukan percobaan viskositas ini adalah sebelum
melakukan praktikum diharapkan praktikan memahami materi dan konsep tentang
viskositas. Selanjutnya praktikan diharapkan lebih teliti dalam melakukan
percobaan

dan

untuk

memperoleh

kepastian

yang

kebenarannya, percobaan dapat dilakukuan secara berulang.

benar-benar

teruji

DAFTAR PUSTAKA
Heacht, E. 2006. Teori dan Soal-Soal Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.
Purawandari, E. 2013. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I. Jember: Universitas
Jember.
Pujiono, A. 1985. Mekanika Fluida. Jakarta: Erlangga.
Soedojo, P. 2008. Fisika Dasar. Yogyakarta: Andi.
Yulianti, N. 1997. Fisika Dasar Petunjuk Praktikum. Jember: Universuats Jember.
Zemansky, M. 1962. Fisika Untuk Universitas I Mekanika Panas. Jakarta:
Trimitra Mandiri.