04 buku ajar volume 1 bab 1 herr 150804
DESCRIPTION
buku pak herrTRANSCRIPT
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-1 of 14
1. PENGERTIAN DASAR
1.1. PENGERTIAN FLUIDA
Fluida adalah benda yang tidak memberi perlawanan terhadap perubahan bentuk
geometris. Supaya bentuknya tetap fluida harus dibatasi dengan “dinding” kedap. Bila
dinding ini diubah maka bentuk geometri fluida akan berubah menyesuaikan diri. Ketidak
mampuan fluida mempertahankan bentuk geometrisnya disebabkan oleh lemahnya gaya
kohesi antar molekul.
Bedasarkan kohesinya fluida dibagi menjadi benda gas dan benda cair (liquid). Benda
cair didefinisikan sebagai (Potter et.al, 2013):
State of matter in which the molecules are relatively free to change their
positions with respect to each other but restricticted by cohesive forces so as
to maintain a relatively fixed volume
Sedangkan benda gas (Potter et.al, 2013):
State of matter in which the molecules are practically unrestricted by cohesive
forces so that a gas has neither definite shape nor volume.
Perbedaan besarnya gaya kohesi antara benda gas dan cair dapat digambarkan sebagai
berikut; untuk memampatkan 20 gram molekul gas uap air kedalam sebuah ruangan
bervolume 20 cm3 diperlukan tekanan sebesar 1340 atmosphere. Jadi didalam benda cair
gaya kohesinya juga kurang lebih sebesar 1340 atm, karena gaya kohesi inilah yang
mempersatukan dan mengumpulkan ke 20 gram molekul air kedalam sebuah ruangan
bervolume 20 cm3.
Perbedaan antara benda padat dan cairan ialah:
1. Pada batas elastisitas tertentu, perubahan benda padat sedemikian rupa sehingga regangan (strain)
berbanding lurus dengan tegangan (stress)
2. Regangan pada benda padat tidak tergantung dari waktu lamanya gaya bekerja dan apabila batas elastis
dari benda padat itu tidak dilampaui, bila gaya itu tidak bekerja lagi, perubahan bentuk pun
menghilang dan kembali kebentuk semula, sedangkan pada zat cair akan terus berlangsung perubahan
bentuknya selama gaya bekerja dan tidak kembali ke keadaan bentuk semula bila gaya tersebut tidak
bekerja lagi.
Mekanika Fluida adalah bagian daripada mekanika terapan (Applied Mechanics) yang
mempelajari statika dan dinamika dari cairan dan gas. Diktat ini akan difokuskan
terutama pada perilaku zat cair yang meliputi : sifat-sifat zat cair, statika zat cair,
keseimbangan relatif, kinematika zat cair, dinamika zat cair. Pengetahuan ini diperlukan
untuk memahami ilmu Hidrolika (hydraulics) yang merupakan terapan dari mekanika
fluida untuk merekayasa aliran dalam pipa, aliran dalam jaringan pipa, pengukuran aliran
dan dasar aliran seragam pada saluran terbuka dan lain sebagainya.
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-2 of 14
1.2. PENGETAHUAN DASAR MATEMATIKA DAN FISIKA DASAR YANG TERKAIT
1.2.1. Interpretasi Fisik Diferensial.
Bila suatu variabel p merupakan fungsi dari variabel x sehingga p=f(x), maka bentuk
diferensial atau turunannya secara matematis didefinisikan sebagai
x
xpxxp
xdx
dp
)()(
0lim
Dengan mensubstitusikan )()( xpxxpp , maka definisi ini juga akan dituliskan
secara lebih singkat sebagai
x
p
xdx
dp
0lim
Bila p dipandang sebagai sisi tegak dari segi tiga ABC (Gambar 1-1) dan x sebagai
sisi mendatarnya, maka bentuk xp / adalah juga tangen sudut ABC. Jadi, interpretasi
geometris dari dp/dx adalah besarnya harga diferensial atau turunan di suatu titik
merepresentasikan besarnya kemiringan kurva di titik tersebut.
Perlu ditekankan bahwa, penulisan dp/dx secara implisit menyatakan bahwa p=f(x) yang
artinya; bila x dirubah maka p akan turut berubah, dan perubahan p tidak dipengaruhi
variabel apapun selain variabel x. Apabila p bukan hanya merupakan fungsi x saja, tetapi
juga fungsi variabel y misalnya sehingga p=f(x,y), maka penulisan dp/dx tidak memiliki
arti apapun. Untuk kasus ini bentuk turunan hanya dapat dituliskan sebagai
dyy
pdx
x
pdp
[1-1]
dimana x
yxpyxxp
xx
p
),(),(
0lim
dan y
yxpyyxp
yy
p
),(),(
0lim
Disini terlihat bahwa turunan parsial (parsial dalam pengertian “only a part of it”) p/x
adalah kemiringan bidang f(x,y) pada arah sumbu x dan p/y pada arah sumbu y.
Interpretasi geometris dari persamaan [1-1] dapat dilihat pada Gambar 1-2. Disini terlihat
bahwa dp adalah beda p di titik (x+x, y+y) dengan p di (x,y) atau
dp= p(x+x, y+y) - p(x,y).
yang dapat dipecah menjadi
),(),(
),(),(
yxpyyxp
yyxpyyxxpdp
[1-2]
Sementara
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-3 of 14
),(),( yyxpyyxxpdxx
p
[1-3a]
dan ),(),( yxpyyxpdyy
p
[1-3b]
sehingga jelas bahwa (p/x)dx adalah laju perubahan p pada arah x sepanjang dx yang
tentunya juga adalah beda p di titik (x+x, y+y) dengan p di (x, y+y). Untuk
(p/y)dy interpretasinya analog.
Contoh pemakaian notasi ini adalah sebagai berikut. Bila tekanan p berubah-ubah
menurut ruang dan waktu sehingga p(x, y, z, t), dan tekanan dititik A pada saat t adalah
pA, maka tekanan di titik A setelah selang waktu sebesar dt umumnya dituliskan sebagai
dtt
pp
A .
Seiring dengan pengertian ini, bila tekanan di A adalah pA, maka pada saat yang sama,
tekanan di titik B yang letaknya sejauh dx dari A (sedangkan koordinat y dan z -nya
sama) dapat dituliskan secara umum sebagai
dxx
ppp
AB .
1.2.2. Interpretasi Fisik Integral.
Secara definisi, bila p=f(x), integral dituliskan sebagai;
i
i xxpx
dxp )(0
lim
yang secara geometrisnya integral ini diinterpretasikaan sebagai total luas dari luas
keping-keping p(xi) x. Penting diperhatikan disini bahwa bila dituliskan dxp , maka p
paling tidak adalah fungsi x.
Penulisan
Sys
dxp )( atau
CV
dxp )( itu, dimana notasi Sys melambangkan seluruh
volume sistem dan CV melambangkan seluruh ruang yang ditetapkan sebagai control
volume serta dengan anggapan bila volume dzdydxd , artinya akan sama dengan
CV
dzdydxzyxpdzyxp ),,(),,(
Demikian juga bila luas dydxdA , maka
dydxxpdAxp
SCVA
)()(
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-4 of 14
1.2.3. Vektor dan Operasi vektor.
Variable yang melambangkan suatu besaran vektor akan dicetak tebal, sedangkan
variable skalar dicetak miring, sehingga vektor a dituliskan sebagai:
a i j k a a a1 2 3
dimana a1, a2, a3 adalah besar (magnitude) unit vektor a pada sumbu x, y, dan z.
Sedangkan panjang vektor akan dituliskan sebagai a dimana:
a a a a1
2
2
2
3
2
Properti aljabar dari besaran vektor adalah aturan matematis yang berkaitan dengan
operasi penambahan serta pengalian besaran-besaran vektor, baik operasi yang
mempengaruhi besar (value) maupun arah dari vektor yang dihasilkan. Materi aljabar
vektor dapat dibaca pada pelajaran Aljabar Linier untuk tingkat Sekolah Menengah
maupun semester awal Strata 1 dan tidak akan diulang kembali.
Beberapa kaidah dasar aljabar vektor yang penting adalah sebagai berikut:
1. Penjumlahan
a b i j k
a b b a
a b c a c b
a 0 a
a a 0
a b a b a b1 1 2 2 3 3
( )
2. Perkalian
a. Perkalian antara skalar dengan vektor
c c a c a c a
c d c d
cd c d d c
a i j k
a a a
a a a
a a
a
1 2 3
1
0 0
( ) ( )
b. Perkalian skalar (inner product atau dot product) antar vektor
a b
a b a b
a a a
a b b a
a b c a b c
a b c a b a c
0 a 0
a b a b a b1 1 2 2 2 2
2
cos
( )
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-5 of 14
c. Perkalian vektor (vector product atau cross product) antar vektor
kji
kji
ba21
21
31
31
32
32
321
321 bb
aa
bb
aa
bb
aa
bbb
aaa
a b b a
a b a b a b
a b c a c b c
c a b c a c b
a b c a b c
a b a b
a b a b a b
c c c
sin
2 2 2
1.2.4. Konsep Continuum Mechanic.
Rumusan besaran-besaran fisika pada tingkat pengenalan di sekolah menengah umumnya
disajikan dalam bentuk yang telah disederhanakan. Meskipun hal ini akan mengurangi
akurasi tetapi dianggap perlu dilakukan untuk memudahkan penjelasan dalam penyajian
materi. Sebagai contoh massa jenis (specific density) dirumuskan dalam bentuk
besarnya masa (m) per satu unit volume () sehingga:
m
Disini tidak dipermasalahkan besarnya yang boleh dipakai. Padahal apabila benda yang
dipermasalahkan tidak murni homogen, maka pengambilan yang berbeda akan
menghasilkan yang berbeda pula. Dengan demikian perumusan yang lebih akurat
adalah
m
0lim
atau
d
dm
Meskipun bentuk perumusan ini lebih akurat, tetapi bila diterapkan pada tingkat kajian
makroskopis (dan bukan pada tingkat mikroskopis) sebagaimana layaknya ilmu-ilmu
praktis lainnya, masih akan mengandung kontradiksi. Bila diambil sekecil mungkin
untuk memenuhi syarat limit, maka volume yang kecil ini mungkin hanya akan
mencakup satu atom dari benda tersebut atau hanya melulu terdiri dari rongga pori.
Selanjutnya besarnya massa m dari (1) atom ini, (2) udara dalam rongga pori, dan (3)
benda yang bersangkutan tentunya akan berbeda-beda. Dengan demikian bila sangat
kecil maka fungsi hubungan m=f() tidak lagi kontinyu (kurvanya akan banyak
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-6 of 14
mengandung discontinuity, lihat Gambar 1-2). Sementara pada titik dimana terjadi
discontinuity, harga turunan tidak akan terdefinisi.
Berangkat dari kenyataan ini, konsep continuum mechanic melakukan pembatasan
sedemikian rupa sehingga limit dibatasi pada rentang dimana fungsi-fungsi kurva besaran
fisika tidak mengandung discontinuity.
1.2.5. Gerak Translasi.
Bila s adalah vektor yang titik tangkapnya terletak pada origin O(0,0) dan mata panahnya
menunjukkan letak materi pada waktu t, maka kecepatan v didefinisikan sebagai
perubahan s menurut t, sehingga;
vs s s
( )( ) lim ( ) ( )
td t
dt t
t t t
t
0
Hubungan ini umumnya disajikan dalam bentuk integralnya
d t t dt t t dts v s v( ) ( ) ( ) ( )
Dalam rumusan ini telah disubstitusikan kenyataan bahwa s=0 pada t=0. Percepatan a
didefinisikan sebagai
av v v
( )( ) lim ( ) ( )
td t
dt t
t t t
t
0
Persamaan inipun umumnya disajikan dalam bentuk integralnya dengan mengasumsikan
a sebagai besaran vektor yang tidak berubah menurut waktu, sehingga
d t dt
t dt
t t
t t
t
t
t
t
v a
v a
v v a
v v a
( )
( )
( )
( )
0
0 0
0
Bila persamaan terakhir disubstitusikan kedalam persamaan s akan didapatkan
s v a
v a
v a
( )t t dt
dt t dt
t t
0
0
01
22
Kenyataan akan terjadinya penjumlahan vektor dan perkalian skalar pada rumusan ini
dapat diteliti pada contoh beikut ini.
Contoh 1: Sebuah bola dilontarkan dengan kecepatan 30 m/dt kearah z, 20 m/dt kearah
x. Angin berhembus pada arah y dengan kecepatan 1 m/dt. Bila bola
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-7 of 14
mengalami percepatan oleh angin sebesar 2 m/dt2
dan oleh gravitasi sebesar
10 m/dt2, dimana letak bola pada t=4 dt ?.
Jawab: Kecepatan awal yang dialami bola adalah v0= 20i + 1j + 30k, sedangkan
percepatannya adalah a= 0i + 2j - 10k, dengan demikian;
s = 4 (20i + 1j + 30k) + 0.5 (0i + 2j - 10k) 42
= (80i + 4j + 120k) + (80i + 16j - 80k)
= (160i + 20j + 40k)
Bila posisi ini dituliskan menurut koordinat kartesian, letak bola adalah di
titik (160, 20, 40)
Apabila a adalah vektor yang berubah menurut waktu maka rumusan diatas tidak berlaku.
Apabila v(x,y,z,t) maka
dtt
dzz
dyy
dxx
d
vvvvv
sehingga percepatan
tzyx
dt
dt
tdt
dz
zdt
dy
ydt
dx
x
dt
tdt
zyx
vv
vv
vv
v
vvvv
va
)()(
bila a dinyatakan dalam a = ax i + ay j – az k, maka
tzyx
tzyx
tzyx
zz
zy
zx
zz
y
z
y
y
y
x
y
y
xz
xy
xx
xx
vv
vv
vv
va
vv
vv
vv
va
vv
vv
vv
va
1.2.5. Gaya dan Momentum.
Momentum M adalah besaran fisika yang terjadi bila suatu benda dengan massa m
bergerak dengan kecepatan v yang didefinisikan sebagai:
M v( ) ( )t m t
Perhatikan bahwa, M adalah hasil kali antara besaran skalar m dengan besaran vektor v,
dengan demikian M adalah besaran vektor. Meskipun m umumnya dianggap konstan
terhadap waktu, tetapi karena v tergantung dari t, akibatnya M juga tergantung dari t.
Gaya F (force) didefinisikan sebagai perubahan momentum menurut waktu, yang
dinyatakan secara matematis sebagai;
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-8 of 14
FM M M
( )( ) lim ( ) ( )
td t
dt t
t t t
t
0
Dari definisi ini terlihat bahwa, karena F adalah perkalian besaran vektor M dengan
besaran skalar (inverse dari t) maka jelas bahwa F adalah besaran vektor. Dari definisi ini
pula dapat diturunkan hukum Newton II;
FM
V
V
a
( )( )
( )
( )
td t
dt
d m t
dt
md t
dt
m
Contoh 1: Berapa besar gaya yang dialami suatu benda dengan m=100 N bila
mengalami percepatan sebesar 30 m/dt2 kearah z, 20 m/dt
2 kearah x didalam
medan gravitasi bumi ?.
Jawab: percepatan yang dialami benda tersebut adalah a= 20i + 30j - 10k, dengan
demikian;
F = 100 (20i + 30j - 10k)
= 2000i + 3000j - 1000k) N
yang bila dituliskan dalam bentuk komponennya menjadi Fx=2000 N,
Fy=3000 N, dan Fz=-1000 N. Besarnya (magnitude) dari resultan gaya ini
adalah F 2000 3000 10002 2 2( )
1.2.6. Kerja, Energi Kinetis dan Potensial.
Besarnya kerja W adalah total perkalian antara gaya F dengan jarak tempuh ds, sehingga
sF dW
Meskipun baik F maupun s adalah besaran vektor, tetapi W adalah besaran skalar. Bila F
konstan sepanjang ds, maka integral dari perkalian skalar diatas dapat ditulis sebagai
cossFW
Didalam keseharian, perumusan terakhir kerja W ini dikemukakan sebagai hasil kali s
dengan komponen F yang sejajar s.
Kenyataan bahwa kerja adalah bentuk lain dari energi dapat dilihat dari ilustrasi berikut
ini. Untuk tidak menambah kerumitan, tinjauan akan dilakukan untuk situasi dimana F
sejajar s. Karena maF dan 2
21 atvts , maka
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-9 of 14
2
21
2
21
2
21
2
21
mv
vmvvm
tamtavm
tatvam
dsFW
Disini terlihat bahwa kerja dapat dikonversikan menjadi energi kinetis ( 2
21 mv ).
Selanjutnya, bila gaya yang memindahkan suatu benda kearah vertikal sejauh h adalah
gaya akibat percepatan gravitasi, maka kerja yang ditimbukan adalah:
hgm
dsFW
Jadi kerja yang dihasilkan akan sama dengan besarnya energi potensial yang dilepaskan.
Hukum termodinamika I, menyatakan bahwa energy persatuan massa suatu materi dapat
diubah menjadi kerja W dan/atau panas Q, sehingga
E =W -Q
Dalam sistem dimana pertukaran panas tidak terjadi, atau cukup kecil sehingga dapat
diabaikan (Q=0), maka
E =W
Disini energy E adalah semua kandungan potensi kerja dari suatu materi persatuan massa,
sehingga
E =1
2mv2 +mgh +mu
disini ditambahkan suku energy lain (�̅�) selain energy kinetis dan potensial, seperti
energy nuklir, osmosis, difusif dll. Bila energy ditulis sebagai properti intensif (per satuan
massa) materi tersebut, maka
E =1
2v2 + gh + u
1.2.7. Tekanan.
Secara umum tekanan didefinisikan sebagai besarnya gaya persatuan luas sehingga secara
matematik dituliskan sebagai:
AA
p
F
0
lim
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-10 of 14
Tekanan dalam pengertian istilah stress () adalah tekanan yang diakibatkan oleh
komponen gaya F pada arah normal, sedangakn shear () adalah yang diakibatkan oleh
komponen tangensialnya. Dengan demikian;
A
n
A
F
0
lim
A
s
A
F
0
lim
Dimana n
dan s
masing-masing adalah unit vektor pada arah normal dan tangensial
terhadap permukaan benda dimana gaya F bekerja.
Untuk kasus tekanan benda gas, gaya F adalah gaya yang ditimbulkan oleh benturan
molekul-molekul gas tersebut pada permukaan dimana tekanan tersebut diukur. Tekanan
gas akan naik dan turun selaras dengan bertambah atau berkurangnya jumlah molekul gas
yang terdapat di dalam ruang termaksud. Dengan demikian, secara definisi, tekanan gas
dalam suatu wadah adalah sama dengan nol, p = 0, bila wadah tersebut tertutup rapat dan
tidak mengandung molekul gas sebutirpun. Definisi ini dipakai sebagai dasar untuk
pengukuran tekanan absolut (pabsolut).
Gambar berikut memperlihatkan perbedaan antara tekanan pada dasar bejana bila berisi
air dan berisi gas. Bila berisi air, maka F yang bekerja pada bidang dasar adalah berat air
WAIR, sehingga
p =WAIR
A=grAIR"
A=grAIRhAIRA
A= grAIRhAIR
Bila berisi udara dilain pihak
rGASRT
dimana R adalah konstanta gas yang menggambarkan besarnya tekanan oleh energy
tolak-menolak antar molekul untuk tiap satu satuan 𝜌 pada temperatur T tertentu. Jadi
jelas bahwa tekanan fluida pada fase cair, dimana antar molekul terjadi gaya kohesi yang
bersifat tarik-menarik, maka tekanan melulu didominasi oleh gaya akibat gravitasi (berat
air adalah gaya akibat gravitasi yang bekerja pada molekul-molekul air). Dalam kasus
fluida ada pada fase gas, maka antar molekul tidak terjadi gaya “kohesi” tarik-menarik,
melainkan saling tolak menolak. Karena saling tolak, kerapatan massa molekul-molekul
gas menghasilkan pengaruh gravitasi 𝜌𝑔 yang sangat kecil, dibandingkan dengan gaya
yang ditimbulkan akibat energy tolak-menolak antar molekul.
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-11 of 14
(a) (b)
Gambar: Perbandingan tekanan pada titik-titik di dasar (a) bejana yang berisi air dan
(b) bejana yang berisi gas
Perlu dicatat bahwa pengukuran berdasarkan pendekatan ini sangat sulit untuk dipakai
dalam penerapan praktis dilapangan, karena sulitnya menciptakan refernsi untuk
mengkalibrasi pabsolut = 0. Berangkat dari kendala ini, untuk keperluan praktis,
disepakatilah suatu cara pengukuran yang lain, yang memakai berapapun besarnya
tekanan absolut udara diatas permukaan laut, sebagai titik skala dimana p = 0, dan
tekanan absolut di titik ini disebut sebagai tekanan atmosperik (atmospheric pressure,
pabsolut = patmosperik). Tekanan yang diukur dengan cara ini disebut sebagai tekanan relatif.
Dalam buku ini, notasi p selalu digunakan untuk merujuk tekanan relatif. Besarnya
tekanan absolut dititik patmosperik yang dipakai sebagai p = 0, yang dipakai sebagai acuan
baku resmi dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel : Tekanan pabsolut dimana patmosperik dan tekanan relatif p=0
Besar pabsolut Satuan
101.3 kPa 14.7 psi
2117 psf
30.0 in. Hg
760 mm Hg
34 ft H2O
1.013 bar
Dalam kenyataan keseharian, dengan alasan agar praktis, setiap tekanan udara dalam
ruang bebas akan dianggap sebagai tekanan atmospherik dimana tekanan relatuf dianggap
sama dengan nol, tanpa memperhatikan berapa sebenarnya tekanan absolut ditempat
tersebut.
Sketsa berikut memberi gambaran bahwa tekanan pabsolut akan selalu lebih besar dari nol,
sementara tekanan di suatu titik A dinyatakan sebagai tekanan akan negatif
pA<0 bila pabsolut-A< patmosperik
dan tekanan akan positif
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-12 of 14
pA>0 bila pabsolut-A> patmosperik.
Gambar: Perbandingan skala tekanan absolut dan skala tekanan relatif
1.3. PROPERTI FLUIDA
1.3.1. Massa Jenis dan Berat Jenis
Berdasarkan penjelasan yang dibahas pada konsep continuum mechanic, massa jenis (ρ)
merupakan besarnya masa (m) per satu unit volume (). Properti fluida yang berkaitan
langsung dengan massa adalah berat jenis (γ) yang didefinisikan sebagai berikut
g
dimana, massa jenis ρ (kg/m3), berat jenis γ (N/m
3), percepatan gravitasi g (m/s
2). Untuk
properti fluida air, digunakan γ sebesar 9800 N/m3 dan ρ sebesar 1000 kg/m
3. Specific
gravity S merupakan rasio massa jenis substansi terhadap air pada suhu 4°C dan sering
digunakan untuk menentukan berat jenis atau massa jenis suatu fluida.
AirAir
S
pabsolut = 0
pabsolut > 0
patmosperikp = 0
p > 0
p < 0
Skal
a te
kan
an
abso
lut
Skal
a te
kan
an r
elat
if
p = +3mmH2O
p = -3mmH2O
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-13 of 14
1.3.2. Viskositas
Viskositas 𝜇 merupakan rasio antara tegangan geser (shear stress, 𝜏) yang terjadi, apabila
molekul-molekul fluida yang berdampingan sejauh 𝑑𝑦 bergerak dengan beda kecepatan
𝑑𝑉.
Gambar: Besaran dV dan dy pada profil sebaran
kecepatan V menurut kedalaman air y di
saluran terbuka
Untuk fluida pada fase cair, 𝜏 ini timbul karena “lengketan” antar molekul akbibat adanya
gaya kohesi. Bila beda kecepatan dV semakin besar, maka 𝜏 juga akan meninggi. Dengan
demikian, maka secara matematik, besarnya 𝜇 merupakan sudut kemiringan garis yang
dibentuk oleh besarnya 𝜏 oleh berbagai harga 𝑑𝑉𝑑𝑦
, sehinga
dydv /
Grafik pada gambar berikut menggambarkan hal ini.
Gambar: hubungan viskoitas 𝜇 dengan 𝜏 dan 𝑑𝑉
𝑑𝑦
untuk fuida Newtonian.
Grafik pada gambar diatas memperlihatkan bahwa harga 𝜇 akan konstan apabila
hubungan 𝜏 dengan 𝑑𝑉𝑑𝑦
membentuk garis lurus. Fluida yang bersifat seperti ini disebut
V
y
dV
dy
m =tdVdy
t
t
dV
dy
dV
dy
Bab 1 Buku Ajar Volume 1 I-14 of 14
sebagai fluida Newtonian. Bila garis tersebut membentuk lengkung, makadisebut sebagai
fluida non-Newtonian. Kenaikan suhu akan menurunkan viskositas cairan namun tidak
dipengaruhi oleh perubahan tekanan. Sebaliknya pada gas, kenaikan suhu akan
meningkatkan viskositas gas.
1.3.3. Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus dalam satuan
panjang pada permukaan zat cair. Penyebab utama tegangan permukaan adalah akibat
adanya gaya tarik menarik antar molekul dari fluida yang dinyatakan dalam N/m. Untuk
tetesan air, dapat didefinisikan sebagai berikut,
RRp 22
Rp
2
dan pada gelembung air memiliki tegangan permukaan dua kali lipat.
1.3.4. Tekanan Uap
Tekanan uap merupakan tekanan yang dihasilkan oleh molekul gas. Tekanan uap air pada
kondisi standar absolut (15°C; 101,3 kPa) adalah 1,7 kPa dan untuk amoniak adalah 33,8
kPa.Tekanan uap sangat bergantung pada tekanan dan temperatur, sehingga akan
meningkat secara signifikan di saat terjadi kenaikan temperatur.