Rumus viskositas, pahami pengertian, faktor, penerapan, dan contoh soal

Rumus viskositas.

foto: freepik.com

Viskositas adalah ukuran kekentalan suatu fluida, yaitu seberapa besar hambatan yang dialami fluida saat mengalir. Viskositas fluida dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti suhu, tekanan, dan kandungan zat terlarut. Semakin tinggi suhu, semakin rendah viskositas fluida. Semakin besar tekanan, semakin tinggi viskositas fluida. Semakin banyak zat terlarut, semakin rendah viskositas fluida.

Rumus viskositas yang umum digunakan adalah:

η = F / A x v / x

atau

η = satuan F / (satuan A) (satuan v / x)

di mana:

- η adalah viskositas fluida (Pa.s atau N.s/m^2)
- F adalah gaya gesek antara dua lapisan fluida (N)
- A adalah luas penampang lapisan fluida (m^2)
- v adalah kecepatan aliran fluida (m/s)
- x adalah jarak antara dua lapisan fluida (m)

Rumus ini berlaku untuk fluida newtonian, yaitu fluida yang viskositasnya tidak berubah dengan perubahan laju geser. Contoh fluida newtonian adalah air, udara, minyak, dan alkohol. Untuk fluida non-newtonian, yaitu fluida yang viskositasnya berubah dengan perubahan laju geser, rumus viskositasnya lebih kompleks dan bergantung pada jenis fluidanya. Contoh fluida non-newtonian adalah darah, ketchup, pasta gigi, dan lumpur.

Cara mengukur viskositas suatu fluida.

foto: freepik.com

Untuk mengukur viskositas suatu fluida, ada beberapa metode yang bisa digunakan, tergantung pada jenis dan sifat fluidanya. Salah satu metode yang umum dan sederhana adalah dengan menggunakan viskometer, yaitu alat yang mengukur gaya gesek antara dua lapisan fluida yang bergerak dengan kecepatan berbeda. Ada berbagai jenis viskometer, seperti viskometer kapiler, viskometer putar, viskometer bola jatuh, dan viskometer suntik. Berikut adalah penjelasan singkat tentang masing-masing jenis viskometer:

1. Viskometer kapiler adalah viskometer yang mengukur viskositas fluida dengan mengukur waktu yang dibutuhkan fluida untuk mengalir melalui tabung kapiler yang sempit. Semakin lama waktu alir fluida, semakin tinggi viskositasnya. Contoh viskometer kapiler adalah viskometer Ostwald, viskometer Ubbelohde, dan viskometer Cannon-Fenske.

2. Viskometer putar adalah viskometer yang mengukur viskositas fluida dengan mengukur torsi yang diperlukan untuk memutar silinder atau rotor yang dicelupkan ke dalam fluida. Semakin besar torsi yang diperlukan, semakin tinggi viskositasnya. Contoh viskometer putar adalah viskometer Couette, viskometer Searle, dan viskometer Cone and Plate.

3. Viskometer bola jatuh adalah viskometer yang mengukur viskositas fluida dengan mengukur kecepatan terminal bola yang jatuh bebas di dalam fluida. Semakin rendah kecepatan terminal bola, semakin tinggi viskositasnya. Contoh viskometer bola jatuh adalah viskometer Hoeppler, viskometer Stokes, dan viskometer Ford.

4. Viskometer suntik adalah viskometer yang mengukur viskositas fluida dengan mengukur tekanan yang diperlukan untuk menyuntikkan fluida melalui jarum suntik. Semakin besar tekanan yang diperlukan, semakin tinggi viskositasnya. Contoh viskometer suntik adalah viskometer Brookfield, viskometer Zahn, dan viskometer Shell.

Faktor-faktor yang mempengaruhi rumus viskositas.

foto: freepik.com

Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah:

1. Suhu.

Suhu adalah faktor yang paling berpengaruh terhadap viskositas fluida. Pada zat cair, viskositas berbanding terbalik dengan suhu, karena molekul-molekulnya menjadi lebih aktif dan saling menjauh. Pada gas, viskositas berbanding lurus dengan suhu, karena molekul-molekulnya menjadi lebih cepat dan saling bertumbukan.

2. Tekanan.

Tekanan juga mempengaruhi viskositas fluida, tetapi tidak sebesar suhu. Pada zat cair, viskositas sedikit meningkat dengan meningkatnya tekanan, karena molekul-molekulnya menjadi lebih rapat dan bergerak lebih lambat. Pada gas, viskositas tidak terlalu dipengaruhi oleh tekanan, karena molekul-molekulnya sudah cukup jauh dan tidak terkompresi.

3. Kandungan zat terlarut.

Kandungan zat terlarut dalam fluida juga mempengaruhi viskositas fluida, terutama pada larutan. Pada larutan, viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut, karena zat terlarut mengurangi ruang gerak molekul-molekul pelarut. Contohnya, larutan gula memiliki viskositas yang lebih tinggi daripada air murni.