Viskositas Dinamis dan Kinematis – Pengertian, Rumus, Contoh, Manfaat

Posted on

MateriBelajar.co.id-Pada kesempatan ini membahas penjelasan Viskositas dinamis dan kinematis mengenai Pengertian, rumus, laporan, contoh dan manfaat dalam kehidupan sehari-hari. Mari simak penjelasan nya.

Pengertian Viskositas

Viskositas
Viskositas

Viskositas adalah suatu cara untuk menerangkan berapa daya tahan dari aliran yang diberikan kepada suatu cairan. Kebanyakan dari viscometer dipergunakan untuk  mengukur kecepatan suatu cairan yang mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Definisi yang lain dari viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan  dari suatu cairan atau fluida.

Kekentalan adalah sifat cairan yang masih berhubungan erat dengan hambatan agar  mengalir. Viskositas cairan itu akan menyebabkan gesekan antar bagian atau lapisan cairan yang bergerak bersama yang benda lainya. Hambatan atau gesekan yang terjadi adalah hasil dari gaya kohesi dalam zat cair (Yazid, 2005).

Viskositas juga bisa diukur dengan cara mengukur laju cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Nilai dari viskositas juga bisa menentukan kecepatan mengalirnya cairan.

Dalam zat cair, viskositas juga dapat dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Namun pada gas, viskositas  tersebut timbul sebagai akibat dari tumbukan antara molekul gas.

Viskositas zat cair itu dapat ditentukan secara  kuantitatif yakni dengan besaran yang disebut dengan koefisien viskositas. Satuan SI  koefisien viskositas ialah (Ns/m2/pascal sekon (Pa s).

Jika Satuan cgs (centimeter gram sekon) dan untuk SI koifisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (p). Viskositas juga dapat dinyatakan dalam centipoise (cP). 1 cP = 1/1000 P.

Sifat Zat Cair

Viskositas Zat Cair
Viskositas Zat Cair

Sifat dari zat cair yakni seperti berikut ( Wylie, 1992) :

  1. jika ruangan lebih besar dari volume zat cair maka akan membentuk permukaan bebas horizontal yang berhubungan dengan atmosfer.
  2. zat cair Memiliki rapat masa dan juga berat jenis.
  3. zat cair dapat juga dianggap tidak termampatkan.
  4. zat cair memiliki viskositas (kekentalan).
  5. zat cair juga Memiliki kohesi, adesi dan tegangan permukaan.

Viskositas Dinamis (mutlak / absolut)

  1. Viskositas absolut

    (koefisien viskositas mutlak) merupakan seuatu ukuran resistensi ineternal.

  2. Viskositas dinamis

    Viskositas dinamis merupakan gaya tangensial persatuan luas yang digunakan agar dapat memindahkan suatu bidang horisontal ke sebuah bidang yang lain, dalam unit velositas (velocity), ketika mempertahankan jarak dalam sebuah cairan.

Hukum Newton berbunyi:, Bahwa tegangan geser dalam suatu cairan sebanding dengan laju perubahan kecepatan normal aliran, laju kecepatan ini dikenal sebagai gradien kecepatan.

Rumus Viskositas Dinamis

T = µ (dc / dy)

Keterangan :

  • T = Tegangan geser (N/m2)

  • µ = Viskositas dinamis (Ns/m2)

  • dc = satuan kecepatan (m/ s)

  • dy = satuan jarak antara (m)

Rumus tersebut sering disebut sebagai hukum Newton.

Di dalam sistem SI satuan viskositas dinamis satuannya yakni  (Ns/m2, Pa s atau kg/(ms), dimana:

1Pa s = 1Ns/m2 = 1kg/(ms)

Jika dinyatakan kedalam  satuan metrik sistem CGS (centimeter, gram, seconds / detik) ialah: g/(cm s), dyne s/cm2 atau centipoise (cP), maka:

1 centipoise = 1dyne s/cm2 = 1g/(cm s) = 1/10 Pa s = 1/10 Ns/m2

Untuk pemakaian poise pada viskostatis maka akan menghasilkan angka yang sangat besar maka sering dibagi dengan angka 100 yakni dalam centipoise (cP), menjadi:

1P = 100cP
1cP = 0,01 poise = 0,01g/(cm s) = 0,001Pascal = 1miliPascal = 0,001Ns/m2

Air pada suhu 20,2C (68,4F) mempunyai viskositas mutlak 1 centipoise.

Berikuit keterangan mengenai zat-zat yang dapat kita lihat pada table dibawah ini:

                Zat     Viskositas absolute
Udara1,983 x 10-5
Air1 x 10-3
Minyak zaitun1 x 10-1
Gliserin1 x 10
Madu cair1 x 101
Emas cair1 x 102
Kaca1 x 1040

Viskositas Kinematis

Viskositas kinematis merupakan suatu rasio antara viskositas absolut untuk kepadatan (densitas) dengan jumlah dimana tidak ada kekuatan yang terlibat. Viskostatis kinematik dapat dihitung dengan membagi viskositas absolut cairan dengan densitas massa cairan.

Rumus Viskositas Kinematis :

v = µ/ᵨ

Keterangan :

  • v = viskositas kinematis satuan (m2/s)

  • µ = viskositas absolut / dinamis satuan (Ns/m2)

  • ᵨ = densitas satuan(kg/m3).

Dalam sistem SI atau (satuan internasional) satuan viskositas kinematis ialah m2/s atau Stoke (St), dimana:

1 st (stoke) = 10-4 m2/s = 1cm2/s

Karena Stoke merupakan satuan unit yang besar maka harus di bagi dengan angka 100, agar menjadi unit yang lebih kecil, yakni: centiStoke (cSt), Sehingga dengan begitu akan berubah menjadi :

1St = 100cSt
1cSt = 10-6m2/s = 1mm2/s

Berat jenis air pada suhu 20,2C (68,4F) yakni hampir satu dan viskositas kinematik air pada suhu 20,2C (68,4F) ialah praktis 1,0mm2/s (cSt). Yang lebih tepat, viskositas kinematis untuk air pada 20,2C (68,4F) adalah mm2/s (cSt).

Di bawah ini adalah contoh konversi dari viskositas mutlak ke viskositas kinematik dalam satuan imperial, yakni :

v = 6,7197 10-4 µ / y

Keterangan :

  • v = viskositas kinematik (ft2/s)

  • µ = viskositas absolut / dinamis (cP)

  • y = berat spesifik (lb/ft3).

Viskositas dan Referensi Suhu

Tingkat viskositas cairan sangat berkaitan dan bergantung pada suhunya, sehingga untuk viskositas dinamis atau kinematik hal itu akan menjadi sangat penting. Dalam ISO 8217  dijelaskan tentang referensi suhu untuk suatu cairan yaitu 100C, dan untuk suatu cairan destilat yakni 40C.

Kesimpulannya adalah :

  1.  Untuk  sebuah cairan atau fluida, viskositas kinematik menurun pada suhu yang semakin tinggi.
  2.  Untuk suatu gas, viskositas meningkat pada suhu yang semakin tinggi.

Manfaat Viskositas dalam kehidupan sehari-hari

Adapun manfaat viskositas dalam kehidupan sehari-hari, yakni :

  1. Minyak pelumas mesin
  2. Viskosits air yang membantu air diserap oleh akar tanaman untuk dapat naik ke batang sebuah tanaman
4.5
02