BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penerapan mekanika fluida yang pertama kalinya, mungkin ketika

orang melontarkan batu, lembing, dan anak panah. Aristoteles (abad

keempat SM) mempelajari gerak-gerak benda dalam media yang tipis dan

dalam gelembung-gelembung. Archimedes (abad ketiga SM) merumuskan

hukum-hukumnya yang terkenal tentang benda yang mengapung. Galileo

(1564-1642) banyak menelurkan jasa dalam perkembangan ilmu

mekanika. Masih banyak penemuan-penemuan yang menunjang ilmu

mekanika fluida. Kemajuan tersersebut juga dapat menyelesaikan masalah

dalam mekanika fluida.

Dalam kacamata mekanika fluida, semua bahan tampak terdiri atas

dua keadaan saja, yakni fluida dan zat padat. Zat padat dapat menahan

tegangan deformasi statik sedangkan fluida sebaliknya. Setiap tegangan

geser yang dikenakan, betapapun kecilnya, akan menyebabkan fluida itu

bergerak. Fluida itu bergerak dan berubah bentuk secara terus-menerus

selama tegangan tersebut bekerja. Maka dapat dikatakan bahwa fluida

yang diam berada pada tegangan geser nol.

Sebagian besar masalah mekanika fluida menggarap kasus-kasus

yang jelas, yakni yang menyangkut zat cair yang lazim. Sehingga

pemahaman mengenai tidak hanya konsep mekanika fluida tetapi juga

sifat-sifat yang dimiliki fluida. Hal lain yang perlu dipahami yaitu

penerapan mekanika fluida yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

Sebagai satu contoh radiator air atau uap panas untuk memanaskan rumah

dan radiator pendingin sebuah mobil bergantung pada aliran fluida agar

dapat memindahkan panas secara efektif.

1

1.2 Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah yang membahas masalah sifat-sifat

fluida ini sebagai berikut :

1.Memenuhi tugas yang diberikan pada mata kuliah Mekanika Fluida

Universitas Sebelas Maret

2.Memahami konsep dasar mengenai mekanika fluida

3.Mengetahui sifat-sifat yang dimiliki fluida

1.3 Rumusan Masalah

Dalam kehidupan sehari-hari, tanpa disadari kegiatan yang kita

lakukan berhubungan dengan fluida. Peristiwa yang hampir setiap hari kita

lakukan menggunakan prinsip mekanika fluida. Untuk itu pemahaman

mengenai sifat-sifat fluida perlu ditelaah. Berikut merupakan rumusan

masalah terkait pemahaman sifat-sifat fluida :

1. Apakah yang dimaksud dengan fluida?

2. Apa dan bagaimana satuan yang diterapkan dalam mekanika fluida?

3. Apakah yang dimaksud viskositas dalam mekanika fluida?

4. Bagaimanakah pengertian kontinuum?

5. Apakah itu kerapatan, volume jenis, berat jenis, gravitasi jenis, dan

tekanan?

6. Apakah gas sempurna itu?

7. Apakah yang dimaksud dengan Modulus elastisitas Curahan?

8. Apakah yang dimaksud dengan Tekanan Uap?

9. Apakah yang dimaksud dengan Tegangan Permukaan?

1.4 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dalam pembahasan masalah sifat-sifat fluida

adalah :

1. Mengetahui serta paham mengenai definisi dari fluida.

2. Memahami satuan yang digunakan dalam mekanika fluida

3. Mengetahui viskositas dalam mekanika fluida

2

4. Mengetahui sifat fluida yang salah satunya adalah fluida sebagai

kontinuum

5. Memahami pengertian dari kerapatan, volume jenis, berat jenis,

gravitasi jenis, dan tekanan.

6. Memahami apa yang dimaksud gas sempurna

7. Mengetahui apa yang dimaksud dengan modulus elastisitas curahan

8. Memahami apa yang dimaksud Tekanan Uap

9. Mengetahui apa yang dimaksud dengan Tegangan Permukaan

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi Fluida

Terdapat tiga jenis zat, yaitu zat padat, zat cair, dan gas. Zat padat

pada umumnya mempunyai bentuk tertentu. Sedangkan zat cair dan gas

bentuknya sesuai dengan wadah yang ditempati zat tersebut masing-

masing. Diantara zat cair dan zat gas terdapat perbedaan pokok, yaitu gas

akan menyebar dan mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya. Bahan

akan menunjukkan reaksi deformasi yang terbatas ketika menerima

ataupun mengalami shear (gaya gesek), itulah zat padat. Maka, zalir (zat

alir) atau yang sering disebut fluida merupakan subtansi atau zat yang

berubah bentuk secara terus menerus dikarenakan adanya gaya geser. Pada

dasarnya, kita sudah sering mempelajari tentang fluida, fluida terdiri dari

zat cair dan zat gas.

Gaya geser yang dialami, fluida tidak dapat menahannya sehingga

seberapa besarpun gaya geser yang dialami akan mengubah bentuk zat.

Perubahan yang terjadi tergantung dari gaya geser yang dialami. Pada

umumnya, makin besar laju deformasi fluida, makin besar pula tegangan

geser untuk fluida tersebut. Tegangan geser pada suatu titik adalah nilai

batas perbandingan gaya geser terhadap luas, dengan berkurangnya luas

hingga menjadi titik tersebut.

Sejatinya, semua fluida mempunyai sifat-sifat yang penting dalam

dunia dunia rekayasa. Kerapatan, kompresibilitas, kapilalitasdan tekanan

uap merupakan sifat-sifat yang dimiliki fluida dalam keadaan diam;

sedangkan pada fluida yang selalu bergerak masih terdapat satu sifat lagi

yaitu viskositas. Viskositas atau kekentalan adalah ukuran untuk

menyatakan hambatan atau ketahanan fluida terhadap deformasi.

Sebagai contoh dalam kehidupan sehari-hari, ketika kita baru

mengambil sirup dari lemari pendingin, yang kita gunakan sebuah ukuran

4

kualitatif untuk viskositas fluida karena kita mengetahui bahwa sirup

dalam lemari pendingin bergerak lamban.

Dibawah ini diberikan contoh perubahan bentuk yang diakibatkan

oleh penerapan gaya geser yang konstan. Dari gambar dibawah

ditempatkan suatu zat diantara dua buah pelat sejajar dengan jarak-antara

yang kecil dan yang sedemikian luasnya sehingga keadaan pada tepi-tepi

pelat tidak diperdulikan. Pelat pada bagian bawah dipasang tetap, dan gaya

sebesar F diberikan pada pelat atas. Keadaan yang sedemikian rupa

digunakan untuk menggerakkan tegangan geser F/A pada zat apapun yang

terdapat di antara kedua pelat tersebut. A disimbolkan sebagai luas pelat

atas. Apabila gaya F menyebabkan pelat atas bergerak dengan suatu

kecepatan (bukan nol) yang berkelanjutan, seberapa kecilpun F, maka kita

dapat menyimpulkan bahwa zat di antara dua pelat tersebut adalah suatu

fluida.

Fluida yang langsung bersentuhan dengan suatu batas benda padat

mempunyai kecepatan yang sama dengan batas itu, yakni batas tidak

terjadi slip. Dari berbagai percobaan yang tak terhitung jumlahnya .

didapatkan kesimpulan seperti berikut ini. Fluida di dalam luas abcd

mengalir menuju posisi yang baru ab’c’d, setiap partikel fluida mengalir

sejajar terhadap pelat dan kecepatan, u berubah secara seragam dari nol

pada pelat yang diam (stationer) sampai U pada pelat atas. Dengan kata

lain, hal ini menunjukkan bahwa jika besaran lain dibiarkan konstan, F

berbanding lurus dengan A serta dengan U dan t berbanding terbalik.

Didapat persamaan :

5

F = µ AU

t

µ merupakan faktor kesebandingan dan pengaruh fluida yang

bersangkutan. Ketika tegangan geser 𝞃 = F/A maka

𝞃 = µ Ut

U/t merupakan kecepatan sudut garis ab, atau laju perubahan bentuk sudut

fluida, yaitu laju berkurangnya sudut bad. Kecepatan sudut tersebut dapat

ditulis dengan du/dy, karena baik U/t atau du/dy menyatakan perubahan

kecepatan dibagi dengan jarak sepanjang mana situasi dimana kecepatan

sudut serta tegangan geser berubah dengan y. Gradien kecepatan du/dy

juga dapat dibayangkan sebagai laju sebuah lapisan yang bergerak relatif

terhadap lapisan yang berdekatan. Dalam bentuk diferensial,

𝞃 = µ dudy

Persamaan diatas menunjukkan hubungan antara tegangan geser dan laju

perubahan-bentuk sudut untuk aliran fluida satu dimensi. Faktor

kesebandingan µ disebut viskositas fluida, dan menunjukan hukum

viskositas Newton.

Fluida diklasifikasikan menjadi dua, yaitu fluida Newton dan

fluida bukan Newton. Fluida Newton mempunyai hubungan linier antara

besarnya tegangan geser yang diterapkan dan laju perubahan bentuk yang

diakibatkan µ yang konstan. Ditunjukan oleh diagram dibawah ini

6

Sedangkan, fluida bukan Newton berlaku sebaliknya. Plastic ideal

mempunyai tegangan serah tertentu dan hubungan linier konstan antara 𝞃 dan du/dy. Suatu zat tiksotropik mempunyai viskositas yang tergantung

pada perubahan-perubahan bentuk sudut zat langsung sebelumnya dan

mempunyai kecenderungan untuk mengental bila tidak bergerak. Gas dan

cairan encer cenderung bersifat fluida Newton, sedangkan hidrokarbon

berantai panjang yang kental bersifat fluida bukan Newton.

2.2 Satuan Gaya, Massa, Panjang dan Waktu

Bidang-bidang ilmu klasik merupakan cakupan dari mekanika

fluida, seperti hidrodinamika, dinamika gas, dan hidrolika. Ilmu mekanika

fluida merupakan satu kesatuan dengan thermodinamika.

Dalam Sistem Internasional (SI) satuan gaya yang banyak

digunakan yaitu Newton (N), kilogram (kg), meter (m), sekon atau detik

(s). Dengan satuan kilogram, meter, da sekon yang didefinisikan, untuk

memenuhi secara tepat hukum newton kedua. Hukum Newton kedua

menyatakan bahwa gayasebanding dengan laju perubahan momentum,

atau dapat dituliskan F = ma, dengan m adalah massa dan a percepatan.

Sebuah sistem satuan dikatakan koheren apabila satuan gaya di dalamnya

menghasilkan sebuah satuan percepatan dari sebuah massa. Berikut

beberapa contoh satuan yang koheren

7

System International (SI) yang telah digunakan hampir diseluruh

bagian negara di dunia. Sedangkan, Satuan Inggris teknik (tecnical English

System) telah lama digunakan oleh Amerika Serikat. Entah itu untuk

perekayasaan profesional ataupun dalam pemakaian sehari-hari. Dalam

satuan Inggris terdapat beberapa satuan seperti pound (lb), massa pound (

lbm), foot (ft), dan sekon (s). Dengan satuan-satuan yang tak konsisten

diperlukan faktor kesebandingan dalam hukum Newton yang kedua, dapat

dituliskan sebagai berikut

F = mgo

a

Sehingga dalam satu gaya yang bekerja dalam satu pound massa

pada gravitasi standar di ruanghampa dapat dirumuskan

1 lb = 1lbm

go 32, 174

ft

s2

Maka didapat

go = 32,174 lbm . ft/lb. s2

Berikut merupakan tabel yang lazim digunakan berdasarkan nilai go

8

Selain itu, terdapat beberapa dimensi-dimensi turunan dalam mekanika

fluida seperti yang tergambar di tabel dibawah ini

2.3 Viskositas

Viskositas menerangkan tentang ketahanan suatu fluida terhadap

deformasi atau perubahan bentuk. Dalam hukun viskositas Newton

menyatakan bahwa dalam laju perubahan fluida membentuk sudut fluida

yang mengakibatkan tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas.

Pada viskositas gas ketika suhu meningkat maka viskositas cairan

akan bekurang. Hal ini disebabkan oleh tahanan tegangan geser tergantung

pada kohesi dan laju perpindahan molekularnya. Pada fase cair molekul

cenderung lebih padat sehingga sewaktu suhu cairan meningkat, kohesi

dan viskositasnya akan menurun. Viskositas pada zat cair dihasilkan dari

gaya kohesi antar molekul zat cair sedangkan pada gas viskositas didapat

dari tumbukan antar molekul zat.

Tegangan geser semu pada fluida cair diakibatkan dari perpindahan

molekul yang hilir mudik melewati suatu permukaan khayal dengan salah

satu lapisan yang bergerak relatif terhadap lapisan yang berdekatan, dari

sini timbul tegangan geser dari satu sisi ke sisi lain sehingga memberikan

tahanan terhadap gerakan relatif serta cenderung menyamakan dengan

lapisan yang berdekatan yang dilambangkan dengan du/dy.

Ketika molekular dalam bentuk gas meningkat dengan suhu, dan

kohesipun ikut meningkat sehingga ini dikatakan sebagai tegangan geser

semu pada gas. Viskositas berubah tidak hanya bergantung pada tekanan.

9

Karena untuk tekanan yang besar gas dan cairan tidak menentu terhadap

tekanan. Viskositas berubah hanya karena ada pengaruh dari suhu.

Saat du/dy di angka 0 pada suatu fluida dikarenakan fluida yang tidak

bergerak. Disini tidak ada lapisan yang relatif berdekatan maka tidak akan

timbul gaya-gaya geser semu pada viskositasnya. Dalam statika fluida,

saat fuida dalam keadaan statik dan tegangannya normal gaya didalam

fluida adalah bebas sehingga yang bekerja adalah gaya gravitasi dan gaya

permukaan normal saja.

Penyelesaian viskositas Newton viskositas dilambangkan dengan µ :

Dengan dimensi- dimensi F, L, T untuk gaya, panjang,dan waktu :

Dalam SI satuan viskositas adalah N . s /m2atau

Viskositas Kinematik

Viskositas kinematik merupakan acuan pembanding antara

viskositas terhadap kerapatan massa. Yang dilabangkan dengan :

v=µρ

Dalam satua SI viskositas kinemik adalah 1 cm2/¿s . Untuk

mengubah v menjadi µ dalam SI adalah dengan mengalikan v dengan

kerapatan massa dalam kilogram per meter kibik.

Berikut merupakan tabel dari kekentalan dan kekentalan kinematik

delapan fluida dalam suhu 200 dan tekanan 1 atm.

10

Kg/m.s

2.4 Kontinuum

Molekul dalam suatu zat pasti mempunyai jarak yang berbeda

beda. Tetapi yang harus diketahui yaitu bahwa jarak antarmolekul itu

sangat besar jika dibandingkan garis tengah molekul itu sendiri. Molekul-

molekul tersebut tidak dapat diam melainkan selalu bergerak secara bebas.

Sehingga didapat kesimpulan bahwa kerapatan bukanlah massa per satuan

volume, karena molekul-molekul yang menempati volume selalu berubah.

Gambar dibawah ini menunjukkan grafik antara kerapatan yang

dihitung dari massa molekul dm dalam satuan volume dV dan besarnya

satuan volume itu.

11

Seperti yang ditunjukkan gambar diatas, fluida semacam ini disebut

kontinum(continuum), yang artinya tidak lain bahwa perubahan sifat-

sifatnya sedemikian rupa berangsur sehingga kalkulus differensial dapat

dipakai untuk menganalisa bahan tersebut.

Pada aliran fluida yang disebut kontinuum adalah pada waktu

molekular yang nyata digantikan dengan medium hipotetik yang kontinu.

Pada saat kecepatan sama dengan nol pada suatu ruang maka titik ruang

adalah tidak tentu kecuali pada waktu suatu molekul menempati titik

tertentu dan kecepatan molekulnya bukan kecepatan massa rata-rata

partikel kawasan ini. Untuk menghindari hal ini adalah dengan

memandang suatu titik sebagai kecepatan rata-rata semua molekul yang

menghalangi titik ini.

Dalam suatu gas seperti atmosfir. Perbandingan jarak bebas rata-

rata gas terhadap panjang karakteristik suatu benda digunakan untuk

membedakan uatu jenis aliran dan disebut dinamika gas. Nilai

perbandingan tersebut sangat kecil sekali. Sedangakan aliran molekul

bebas mempunyai nilai perbandingan yang besar.

2.5 Kerapatan, Volume Jenis, Berat Jenis, Gravitasi Jenis, Tekanan

Kerapatan (density) ρ suatu zat adalah suatu ukuran untuk

konsentrasi zat tersebut dan dinyatakan dalam massa per satuan volume;

sifat ini dilakukan dengan cara menghitung nisbah (ratio) massa zat yang

terkandung dalam suatu bagian tertentu terhadap volume bagian tersebut.

Bagian ini tidak boleh terlalu kecil tetapi juga tidak boleh terlalu besar

sehingga kerapatan subbagian-subbagian di dalamnya tidak terlalu

bervariasi. Contohnya saja, di sekitar moncong sebuah rudal kecepatan

tinggi, konsentrasi zat di suatu bagian yang terpisah kurang dari 1 cm

dengan bagian di sebelahnya mungkin berbeda sampai sepuluh kali lipat.

Oleh sebab itulah bagian atau daerah yang kerapatannya hendak diukur

tidak boleh terlalu besar. Namun kalau terlalu kecil , jumlah molekul di

daerah sama dalam waktu yang berbeda mungkin tidak sama.

12

Ketika volume δv yang mengandung suatu massa fluida m ᵞ

Dikurangi ukurannya sampai sekitar titik P, maka nisbah mencapai suatu

harga batas. Jika volume terus diperkecil , molekulernya segera tampak

dan volume tersebut mungkin memiliki total massa molekul yang berbeda

pada saat-saat yang berlainan. Jadi,

ρ ¿ limδv → δ v '

❑ δmδv

bagi air pada tekanan standar (70 mm Hg) dan 4 C (39,2 F) , ρ = 1,94 slug/

ft3, atau 1000 kg/ m3.

Volume jenis v adalah volume yang ditempati oleh sebuah satuan

massa zat. Untuk itu volume jenis merupakan kebalikan dari kerapatan:

V = 1/ρ

Berat jenis ᵞ adalah gravitasi terhadap massa yang terkandung dalam

sebuah satuan volume zat. Jadi

ᵞ = ρg

Untuk air dengan kerapatan 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi g=9.81

m/s2, berat jenisnya adalah ᵞ = (1000 kg/m3) (9.81 m/s2)= 9810 N/m3

Gambar di bawah ini menunjukan keterangan fluida di sebuah titik.

Sebetulnya berat jenis bukanlah sifat fluida yang sesungguhnya,

karena sifat itu bergantung pada harga percepatan gravitasi lokal. Namun,

gaya hidrostatik yang bekerja terhadap fluida bergantung pada gravitasi

13

sehingga orang terbiasa menggunakan berat jenis dalam perhitungan-

perhitungan yang melibatkan gaya tersebut.

Gravitasi jenis s adalah sifat yang digunakan untuk

memperbandingkan kerapatan suatu zat dengan kerapatan air. Biasanya

gravitasi jenis digunakan untuk menghubungkan gas terhadap udara

standar serta zat cair terhadap air.Karena kerapatan semua zat cair

bergantung pada temperatur serta tekanan, maka temperatur zat cair

dipertanyakan, serta temperatur air yang dijadikan acuan , harus

dinyatakan untuk mendapatkan harga-harga gravitasi jenis yang tepat:

S = ρ

ρ w

Harga-harga kerapatan atau gravitasi jenis zat cair dapat dicari dalam

sejumlah acuan.

Gaya normal yang mendorong suatu bidang datar dibagi dengan

luas bidang tersebut adalah tekanan rata-rata. Tekanan di suatu titik ialah

perbandingan gaya normal terhadap luas bidang bila luas tersebut

mendekati nilai kecil yang melingkupi titik itu. Jika suatu fluida

melakukan tekanan terhadap dinding suatu bejana , maka bejana tersebut

akan melakukan reaksi terhadap fluida itu yang akan bersifat kompresif

( memampatkan). Cairan dapat menahan tekanan kompresi yang sangat

tinggi, tetapi jika tidak sangat murni maka ciran sangat lemah terhadap

tarikan . karena itulahmaka tekanan mutlak yang digunakan dalam buku

ini tidak pernah negatif, karena tekanan mutlak yang negatif berarti bahwa

fluida mengalami tegangan tarik. Tekanan mempunyai satuan gaya per

luas yang dapat berbentuk newton per meter persegi , yang disebut pascal,

atau pound per foot, tekanan juga dapat dinyyatakan dengan tinggi

ekuivalen h suatu kolom fluida, p= ᵞ h.

2.6 Gas Sempurna

Dalam pembahasan ini , hubungan-hubungan thermodinamika dan

kasus-kasus aliran fluida mampu-mampat pada umumya terbatas pada gas

sempurna. Gas sempurna dideinisikan dalam sebagai berikut.

Gas ideal (perfect gas) adalah gas yang memenuhi persamaan keadaan

14

pv = RT atau p = ρ RT

dengan R tetapan untuk gas tertentu yang tidak bergantung pada tekanan

serta temperatur, p tekanan mutlak, T temperatur mutlak, v volume jenis,

dan ρ kerapatan. Kebanyakan penerapan dalam rekayasa, sudah cukup bila

diandaikan bahwa kebanyakan gas mempunyai perilaku yang memenuhi

persamaan gas ideal. [istilah “gas ideal” (perfect gas) jangan dikacaukan

dengan “fluida ideal”. Gas ideal adalah gas yang memenuhi persamaan

diatas, sedangkan fluida ideal adalah fluida yang tidak viskous]. Harga

tetapan gas dalam sejumlah gas disajikan dalam tabel dibawah ini.

Panas jenis c p suatu gas adalah jumlah satuan panas yang

ditambahkan per massa satuan untuk menaikan suhu per satu derajat bila

tekanan dipertahankan konstan. didefinisikan sebagai

c p=[∂ h∂ T

]❑p

Panas jenis cv suattu gas adalah jumlah satuan panas yang ditambahkan

(dicatukan) per massa satuan untuk menaikan suhu gas satu derajat bila

volumenya dipertahankan konstan.

cv=[∂ u∂ T

]❑v

atau perubahan energi dalam terhadap temperatur pada volume konstan .

untuk sebuah gas ideal , adalah fungsi temperatur,

15

du= cv dT

dan bila konstan ,

u2-u1= cv(T 2-T 1)

Setiap proses satu lintasan antara keadaan 1 dan 2 , perubahan energi

dalam per satuan massa sama dengan kali perubahan temperatur .

demikian pula, dh= dT bila konstan

untuk setiap proses atau lintasan antara keadaan 1 dan 2 perubahan

entalpi per satuan massa sama dengan cvkali perubahan temperatur.

Demikian pula, dh = c pdT dan bila cv konstan,

h2-h1= c p(T 2-T 1)

Jadi , untuk setiap proses arus lintasan antara keadaan 1 dan 2 . perubahan

entalpi per satuan massa sama dengan c p kali perubahan temperatur.

dari definisi entalpi kita dapat membuktikan bahwa , untuk gas ideal

c p-cv= R

Dimana semua besaran harus dalam satuan mekanik atau dalam satuan

termal . jika dipakai satuan slug maka c p,cv dan R adalah 32,174 kali lebih

besar daripada apabila dipergunakan satuan pound massa.

2.7 Modulus Elastisitas Curahan

Cairan memang dianggap tidak mampu memampat. Namun dalam

suatu situasi perubahan tekanan yang sangat besar, kemampuan mampatan

cairan menjadi penting. Kemampuan mampatan cairan dinyatakan dalam

modulus elastisitas curahan K. Jika tekanan satu volume satuan cairan

dinaikkan dengan dp, maka hal tersebut menyebabkan pengurangan

volume –dV.

Modulus elastisitas curahan = perbandingan –dp/dV

K= −dpdV /V dV/V tanpa dimensi K dinyatakan dalam

satuan p

2.8 Tekanan Uap

16

Suatu cairan dikatakan menguap jika cairan tersebut melepaskan

molekul-molekul penyusun dari permukaannya. Uap cairan (molekul-

molekul uap) yang berada di dalam ruang melakukan tekanan sebagian

(tekanan Parsial), peristiwa ini disebut Tekanan Uap. Molekul uap tersebut

dapat mengembun (terkondensasi). Jumlah molekul yang menguap akan

sama dengan jumlah molekul yang terkondensasi, terjadi keseimbangan ini

dapat terjadi jika berapa pada ruang tertutup. Aktivitas molekular sangat

berpengaruh pada peristiwa tersebut, ini merupakan fungsi suhu. Oleh

karena itu suhu dan peningkatan suhu sangat berpengaruh pada tekanan

uap suatu fluida. Pendidihan pun dapat terjadi apabila tekanan uap sama

dengan tekanan di atas cairan. Tekanan uap suatu cairan dapat berbeda-

beda pada suhu yang sama. Contoh:air mempunyai tekanan uap 2,447kPa

pada suhu 20OC sedangkan air raksa mempunyai tekanan uap 0,173 Pa.

Terdapat juga peristiwa Kavitasi, yaitu peristiwa yang terjadi

karena terdapat daerah-daerah yang memiliki tekanan rendah pada system,

dan tekanan tersebut sama atau bahkan lebih kecil dari tekanan uap

sehingga cairan akan menguap. Hal ini dapat membentuk suatu gelembung

yang cepat mengembang berpindah dari tempat semula memasuki daerah

bertekanan lebih besar dari tekanan uap, lalu gelembung tersebut akan

menyusut.

2.9 Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan pada hakikatnya adalah suatu proses yang

terjadi akibat perbedaan tarik menarik timbal balik antara molekul-molekul

zat cair dekat permukaan dan molekul-molekul yang terletak agak lebih

jauh dari permukaan dalam massa zat cair yang sama. Tegangan

permukaan air berubah dari kurang-lebih 0,074 N/m pada 200C sampai

0,059 N/m pada 1000.

Berikut tabel yang menunjukkan sifat dari hal tersebut dalam

atmosfer standart.

17

Pada umumnya, tegangan permukaan mengecil dengan

menurunnya suhu dan nilainya nol pada titik kritis.

Apabila suatu permukaan melengkung, kesetimbangan mekanika

menunjukkan bahwa ada perbedaan tekanan pada permukaan tersebut, dan

tekanannya lebih tinggi di pihak yang cekung. Seperti yang dilukiskan

pada gambar dibawah ini.

Pada gambar a meningkatnya tekanan di bagian dalam suatu silinder zat

cair diimbangi oleh dua gaya tegangan muka. Sedangkan pada gambar b

bertambahnya tekanan di bagian dalam suatu tetes yang bulat

mengimbangi suatu cincin gaya tegangan muka

Pentingnya efek permukaan lainnya yaitu pada sudut kontak θ yang

terjadi apabila permukaan zat cair berpotongan dengan permukaan zat

padat seperti gambar di bawah ini.

18

Kesetimbangan gaya dalam hal ini akan menyangkut ϒ dan θ. Jika sudut

kontak tersebut kurang dari 900 maka zat cair itu akan membasahi

permukaan zat padat tersebut, dan apabila sudut kontak tersebut lebih dari

900 maka zat cair itu tidak membasahi permukaan zat padat.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan diatas, maka dapat didapatkan kesimpulan.

Maka, zalir (zat alir) atau yang sering disebut fluida merupakan subtansi

atau zat yang berubah bentuk secara terus menerus dikarenakan adanya

gaya geser. Gaya geser yang dialami, fluida tidak dapat menahannya

sehingga seberapa besarpun gaya geser yang dialami akan mengubah

bentuk zat. Perubahan yang terjadi tergantung dari gaya geser yang

dialami.

Sistem satuan senantiasa berbeda-beda dari satu negara ke negara

lain. Tetapi dari kesepakan yang telah dibuat, hampir semua negara di

dunia menggunakan satuan System International (SI). Meskipun demikian

ada juga negara yang menggunakan sistem satuan british yaitu Amerika

Serikat dan keraaan Inggris.

Fluida juga memiliki sifat-sifat yang sangat umum seperti dibawah

ini :

Viskositas menerangkan tentang kekentalan suatu fluida dan yang

mendasari terhadap tegangan geser yang menyebabkan besar kecilnya

19

gesekan dalam fluida. Viskositas kinematik merupakan acuan pembanding

antara viskositas terhadap kerapatan massa.

Kontinuum adalah pada waktu molekular yang nyata digantikan

dengan medium hipotetik yang kontinu. Pada saat kecepatan sama dengan

nol pada suatu ruang maka titik ruang adalah tidak tentu kecuali pada

waktu suatu melekul menempati titik tertentu dan kecepatan molekulnya

bukan kecepatan massa rata-rata partikel kawasan ini. Untuk menghindari

hal ini adalah dengan memandang suatu titik sebagai kecepatan rata-rata

semua molekulyang menghalangi titik ini.

Kerapatan (density) ρ suatu zat adalah suatu ukuran untuk

konsentrasi zat. Volume jenis v adalah volume yang ditempati oleh sebuah

satuan massa zat dan karena itu merupakan kebalikan dari kerapatan. Berat

jenis ᵞ adalah gaa grafitasi terhadap massa ang terkandung dalam sebuah

satuan volume zat. Gravitasi jenis s adalah sifat yang digunakan untuk

memperbandingkan kerapatan suatu zat dengan kerapatan air.

Gas ideal (perfect gas) adalah gas yang memenuhi persamaan

keadaan

pv = RT atau p = ρ RT

dengan R tetapan untuk gas tertentu yang tidak bergantung pada tekanan

serta temperatur, p tekanan mutlak, T temperatur mutlak, v volume jenis,

dan ρ kerapatan. Untuk kebanyakan penerapan dalam rekayasa , sudah

cukup bila diandaikan bahwa kebanyakan gas mempunyai perilaku ang

memenuhi persamaan gas ideal.

Cairan memang dianggap tidak mampu memampat. Namun dalam

suatu situasi perubahan tekanan yang sangat besar, kemampuan mampatan

cairan menjadi penting. Kemampuan mampatan cairan dinyatakan dalam

modulus elastisitas curahan

Suatu cairan dikatakan menguap jika cairan tersebut melepaskan

molekul-molekul penyusun dari permukaannya. Uap cairan (molekul-

20

molekul uap) yang berada di dalam ruang melakukan tekanan sebagian

(tekanan Parsial), peristiwa ini disebut Tekanan Uap.

Tegangan permukaan pada hakikatnya adalah suatu proses yang

terjadi akibat perbedaan tarik menarik timbal balik antara molekul-

molekul zat cair dekat permukaan dan molekul-molekulyang terletak agak

lebih jauh dari permukaan dalam massa zat cair yang sama.

3.2 Saran

Dalam penyusunan serta pastilah tidak terlepas dari kesalahan dan

ketidaksempurnaan yang terjadi. Untuk itu kami sebagai penulis sangat

mengharapkan saran dari pembaca untuk perbaikan dari makalah yang

telah kami susun.

Daftar Pustaka

Olson, Reuben M dan Steven J. Wright. 1993. Dasar-Dasar Mekanika

Fluida Teknik edisi kelima.Jakarta : Gramedia

Streeter, Victor L dan E. Benjamin Wylie. 1990. Mekanika Fluida edisi

kedelapan Jilid 1.Jakarta.. Erlangga

White, Frank M. 1988. Mekanika Fluida edisi kedua Jilid I. Jakarta :

Erlangga

21