Sabtu, 17 Mei 2014

VISKOSITAS FLUIDA

VISKOSITAS FLUIDA


I.       PENDAHULUAN
A.     Latar Belakang
Bahan dan produk pangan cair (fluida) dapat diklasifikasikan berdasarkan kekentalannya dan kemudahannya untuk mengalir. Secara umum, produk pangan cair akan mengalir dan tidak mengalami disintegrasi apabila ada gaya yang mengenainya. Sifat kekentalan dan kemudahan mengalir merupakan dua sifat fisik penting yang sering digunkanan untuk mengevaluasi karakteristik produk pangan cair.
Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Fluida merupakan gugusan yang tersusun atas molekul-molekul dengan jarak pisah yang besar untuk gas dan kecil untuk zat cair. Molekul-molekul itu tidak terikat pada suatu kisi, melainkan saling bergerak bebas terhadap satu sama lain.
Fluida juga dapat diartikan zat yang dapat mengalir yang mempunyai partikel yang mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Ketahanan fluida terhadap perubahan bentuk sangat kecil sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk ruang.
Kekentalan atau viskositas fluida mempengaruhi kemampuan mengalir suatu fluida. Pengetahuan kekentalan fluida amat penting, baik dalam design dan pengendalian selama proses pengolahan maupun uji mutu dan standarisasi mutu. Kekentalan fluida dapat dipengaruhi oleh suhu beberapa faktor seperti bahan dan gaya yang mengenainya. Namun semua itu bergantung dari jenis fluidanya. Masing-masing dari jenis fluida memiliki karakter kekentalan yang berbeda, sehingga hal-hal yang dapat mempengaruhi kekentalannyapun berbeda-beda. Untuk mengetahui kekentalan dari suatu fluida, dapat diukur dengan menggunakan sebuah alat yang disebut viscometer.
B.     Tujuan
Mengukur viskositas berbagai produk pangan.
II.    METODE PRAKTIKUM
a.       Alat dan Bahan
-         Alat
1.      Viskometer
2.      Tabung reaksi/ beker gelas
-         Bahan
1.      Kecap
2.      Sirup
3.      Minyak goreng
4.      Santan
5.      Saus
6.      Air
b.      Prosedur Kerja
Masukkan bahan ke dalam beker gelas
Panaskan bahan sampai suhu 300C, 500C, 800C
Kemudian hitung viskositas bahan tersebut dengan menggunakan alat viskometer
Buatlah tabel hasil pengamatan dan grafik pengaru suhu terhadap viskositas bahan
III. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.     Hasil Pengamatan
Ø    Kecap
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
2200
2400
1500
1900
1100
1500
Rata-rata
2300
1700
1300
Ø    Sirup
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
600
500
400
500
200
300
Rata-rata
550
450
250
    
Ø   Minyak Goreng       
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
200
200
200
200
200
200
Rata-rata
200
200
200
    

Ø    Santan
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
2650
2400
2100
2100
1800
2200
Rata-rata
2525
2100
2000

Ø   Saus
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
16100
15580
14520
14300
14700
15000
Rata-rata
15840
14410
14850

Ø   Air
Ulangan
Pemanasan
30 0 C
50 0 C
80 0 C
I
II
120
120
120
100
120
100
Rata-rata
120
110
110

B.     Permbahasan
Fluida adalah sub-himpunan dari fase benda, termasuk cairangasplasma, dan padat plastik. Fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir (atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka). Sifat ini biasanya dikarenakan sebuah fungsi dari ketidakmampuan mereka mengadakan tegangan geser (shear stress) dalam ekuilibrium statik. Konsekuensi dari sifat ini adalah hukum Pascal yang menekankan pentingnya tekanan dalam mengkarakterisasi bentuk fluida. Dapat disimpulkan bahwa fluida adalah zat atau entitas yang terdeformasi secara berkesinambungan apabila diberi tegangan geser walau sekecil apapun tegangan geser itu. Sifat mengalir bahan cair berbeda – beda, ada yang mudah mengalir dan ada pula yang sulit mengalir dimana diperlukan daya dorong ( pemompaan ) untuk mengalirkannya. Kemudahan mengalir ini sangat ditentukan oleh kekentalan dari bahan cair tersebut. Berdasarkan kekentalannya fluida dibedakan menjadi dua bagian :
·        Fluida Newtonian
·        Fluida Non-Newtonian
Fluida juga dibagi menjadi cairan dan gas. Cairan membentuk permukaan bebas (yaitu, permukaan yang tidak diciptakan oleh bentuk wadahnya), sedangkan gas tidak.
v     Fluida Newtonion
Fluida Newtonian (istilah yang diperoleh dari nama Isaac Newton) adalah suatu fluida yang memiliki kurva tegangan/regangan yang linier. Keunikan dari fluida newtonian adalah fluida ini akan terus mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Hal ini disebabkan karena viskositas dari suatu fluida newtonian tidak berubah ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Viskositas dari suatu fluida newtonian hanya bergantung pada temperatur dan tekanan.
Cairan newtonion adalah cairan yang nilai kekentalannya tidak dipengaruhi oleh besarnya gaya yang mengalirkan atau menggerakkannya. Cairan yang encer seperti air, minuman ringan , larutan gula encer, larutan asam  dan larutan garam bersifat newtonion. Kekentalan cairan newtonion bersifat constant.
Perbedaan karakteristik akan dijumpai pada fluida non-newtonian. Pada fluida jenis ini, viskositas fluida akan berubah bila terdapat gaya yang bekerja pada fluida (seperti pengadukan).
v     Fluida Non-Newtonion
Fluida non-Newtonian adalah suatu fluida yang akan mengalami perubahan viskositas ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut. Hal ini menyebabkan fluida non-Newtonian tidak memiliki viskositas yang konstan.
Gaya yang mengenai benda dapat berupa gaya tekan (compression), gaya tarik (tensile) atau gaya geser (shearing). Gaya geser (shearing) biasanya dikenakan pada benda-benda yang dapat mengalir, termasuk bahan cair. Gaya (f) yang diberikan pada bahan persatuan luas (A) disebut shear stress. Sedangkan perubahan kecepatan (dv) akibat gaya yang diberikan pada jarak tertentu (dy) disebut shear rate.
Produk pangan yang bersifat non-newtonion umumnya ditunjukkan bagi produk yang lebih kental seperti saus, kecap, madu dan sebagainya. Kekentalan beberapa bahan cair yang bersifat non-Newtonian berubah dengan bertambahnya waktu pengukuran, baik menjadi lebih mengental maupun menjadi lebih encer. Bahan cair yang mengalami sifat semakin mengental oleh lamanya pengadukan disebut bersifat thixotropic. Sedangkan bahan cair yang mengalami sifat semakin encer oleh lamanya pengadukan disebut bersifat  rheopecric.
Berdasarkan pada pola kekentalannya produk pangan non-Newtonion dapat dikelompokkan menjadi produk pseudoplastik atau shear thinning, produk dilatan atau shear thickening dan produk plastis. Diantara ketiga produk pangan tersebut yang paling banyak ditemui dalam produk pangan adalah yang bersifat non-Newtonion pseudoplastik.
Dalam praktikum kali ini kita menghitung viskositas dari enam sample yaitu saus, kecap, minyak goreng, santan, sirup dan air. Air termasuk cairan newtonion, yang pada dasarnya memiliki kekentalan yang konstan, hanya suhu dan tekanan yang dapat mempengaruhi kekentalan cairan newtonion. Berdasarkan hasil pengamatan yang kami lakukan diperoleh viskositas air pada suhu 300C adalah 120 mPas, pada suhu 500C dan 800C viskositasnya adalah 110 mPas. Hal ini senada dengan pustaka yang kami dapatkan, pada pustaka dinyatakan bahwa semakin meningkat suhu bahan maka kekentalannya akan semakin menurun. Namun pada suhu 800C viskositasnya sama dengan suhu 500C, hal ini dapat disebabkan karena ketidaktelitian praktikan saat mengukur viskositas dengan viskositas atau pengukuran suhu fluida yg kurang tepat.
Selanjutnya sample yang kami hitung viskositasnya adalah saus. Saus termasuk ke dalam kelompok cairan non-newtonion karena kekentalannya yang cukup tinggi. Dari hasil pengamatan yang kita dapatkan, viskositas saus pada suhu 300C, 500C dan 800C secara berturut-turut adalah 15840 mPas, 14410 mPas dan 14850 mPas. Dari suhu 300C hingga suhu 800C mengalami penurunan, hal ini sesuai dengan pustaka yang menyatakan bahwa semakin tinggi suhu bahan semakin menurun kekentalannya. Pada cairan non-newtonion nilai kekentalannya sangat dipengaruhi oleh gaya yang diberikan dimana kekentalannya bisa meningkat atau menurun. Bila dilakukan pengadukan terhadap cairan yang kental, maka ketika gaya pengadukan diberikan lebih kuat cairan tersebut akan lebih mudah bergerak atau mengalir. Semakin cepat pengadukan cairan tersebut akan semakin encer dan mudah diaduk. Dengan kata lain, kekentalan cairan tersebut menurun karena pengaruh gaya pengadukan yang diperbesar/dipercepat.
Kemudian selanjutnya kita menghitung viskositas kecap. Viskositas kecap yang kami hitung pada suhu 300C, 500C, dan 800C adalah 2300 mPas, 1700 mPas, dan 1300 mPas. Hal ini sesuai dengan pustaka yang menyatakan bahwa semakin tinggi suhu bahan semakin menurun viskositasnya. Kecap termasuk pada cairan non-Newtonion plastis dimana kekentalannya dalam keadaan normal sudah tinggi dan jika dikenai gaya pengaliran yang besar, kekentalannya tiba – tiba menurun tajam, sehingga produk yang tadinya sulit digerakkan atau dialirkan setelah kena gaya tiba – tiba lebih mudah mengalir.
Untuk viskositas minyak goreng dengan suhu 300C, 500C, dan 800C adalah 200 mPas. Hal ini menunjukkan ketidaksesuaian dengan pustaka. Minyak goreng termasuk ke dalam kelompok Newtonion, dimana kekentalannya tidak dipengaruhi oleh gaya pengadukan tetapi dipengaruhi oleh suhu. Sedangkan hasil pengamatan yang kami lakukan menunjukkan tidak adanya perubahan viskositas minyak goreng pada suhu yang berbeda. Hal ini dapat dikarenakan ketidaktelitian praktikan saat mengukur viskositas minyak dengan viscometer. Dalam menghitung viskositas dengan viscometer juga perlu memperhatikan spindle yang digunakan. Berbedanya kekentalan bahan cair seharusnya berbeda pula spindle yang digunakan, agar diperoleh data yang akurat.
Selanjutnya kami mengukur viskositas santan. Santan termasuk cairan non-Newtonion pseudoplastic dimana kekentalannya menurun jika gaya untuk mengalirkannya meningkat. Semakin besar gaya yang diberikan maka semakin encer. Berdasarkan hasil pengamatan yang kami peroleh viskositas santan pada suhu  300C, 500C, dan 800C adalah 2525 mPas, 2100 mPas dan 2000 mPas. Hal ini sesuai dengan pustaka yang menyatakan semakin tinggi suhu bahan maka kekentalan bahan akan semakin rendah.
Untuk viskositas sirup pada suhu 300C, 500C, dan 800C adalah 550 mPas, 450 mPas, dan 250 mPas. Sirup termasuk ke dalam cairan Newtonion yang kekentalannya tidak dipengaruhi oleh pengadukan tetapi dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu semakin rendah viskositasnya, pernyataan ini senada dengan hasil pengukuran viskositas sirup yang kami peroleh.
IV.  PENUTUP
A.     Kesimpulan
1.      Suhu bahan dapat mempengaruhi kekentalan fluida, semakin tinggi suhu bahan maka kekentalan fluida semakin menurun.
2.      Kekentalan fluida Newtonion seperti air, minyak goreng dan sirup dapat dipengaruhi oleh suhu bahan dan tidak dipengaruhi oleh pengadukan.
3.      Kekentalan fluida non-Newtonion jenis pseudoplastik (santan) dan non-Newtonion jenis plastik (kecap,saus) dipengaruhi oleh gaya yang mengalirkannya. Semakin tinggi gaya yang dikenakan semakin menurun viskositasnya
sumber : indraachmadi.blogspot.com

LAPORAN FISIKA 
PERCOBAAN PADA CERMIN CEKUNG 

JUDUL : Cermin Cekung 
TUJUAN : Menentukan titik fokus, melukis pembentukan bayangan 
DASAR TEORI 
Cermin cekung adalah cermin dimana bagian yang memantulkan cahaya, permukaannya berupa cekungan, dan berupa bagian dalam dari sebuah bola. 
  • Pemantulan Cahaya Pada Cermin Cekung 
Garis PA yang melewati pusat bola dan tegak lurus terhadap permukaan adalah sumbu utama cermin. Jika cahaya dipantulkan dari sisi dalam bola, maka cermin tersebut disebut cermin cekung. Sebaliknya jika cahaya dipantulkan dari sisi luar bola, maka cermin tersebut disebut cermin cembung. 
Cermin cekung bersifat konvergen, yaitu bersifat mengumpulkan sinar. Berkas sinar sejajar sumbu utama dipantulkan mengumpul pada satu titik yang dinamakan titik fokus. Cermin cekung di sebut juga cermin konkaf atau cermin positif. 
Pada gambar di atas di lukiskan cermin cekung. Titik M di sebut titik pusat kelengkungan cermin dan titik O di sebut vertex. Garis yang melalui titik O dan M di sebut sumbu utama cermin. Jika sinar datang tidak terlalu jauh dari sumbu utama sehingga titik A dekat dengan titik B, maka FA dan MF mendekati nilai FO. Karena MF = OF maka : 
,dengan f adalah jarak fokus cermin. 
· Sinar – Sinar Istimewa Pada Cermin Cekung 
Ada 3 sinar istimewa yang dapat digunakan untuk menentukan letak bayangan sebuah benda yang berada di depan cermin cekung yaitu: 
1. Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus
2. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama
3. Sinar datang menuju pusat kelengkungan akan dipantulkan kembali 
Sekarang mari kita gunakan ketiga sinar istimewa tersebut untuk menentukan sifat bayangan benda yang berada di depan cermin cekung. 
a. Benda berada di ruang 3 ( dibelakang titik pusat kelengkungan M ) 
Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua
Sifat bayangan : diruang 2 , diperkecil, terbalik dan nyata
b. Untuk benda di ruang 2 ( antara M dan F ) 
Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua. 
Sifat bayangan : diruang 3, diperbesar, terbalik dan Nyata.
c. Benda di ruang 1 ( diantara F dan O ) 
Bayangan dihasilkan dari perpotongan sinar pantul sinar istimewa pertama dan kedua 
Sifat bayangan : diruang 4, diperbesar, tegak dan diperbesar. 

  • Ciri-Ciri Cermin Cekung 
a. Melengkung ke dalam 
b. Bagian pinggirnya tebal,sedangkan bagian tengahnya tipis 
c. Dapat mengumpulkan berkas sinar 
d. Titik kumpulnya disebut titik focus yang bernilai positif 
e. Memiliki sinar istimewa 
  • Menentukan Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung 
a. Benda berada di ruang III bayangannya di ruang II 
Sifat bayangannya: Nyata, terbalik, diperkecil 
b. Benda berada di ruang II bayangannya di ruang III 
Sifat bayangannya: Nyata, terbalik, diperbesar 
c. Sifat bayangan di ruang I,bayangan benda di ruang IV 
Sifat bayangannya: maya, tegak, diperbesar. 
d. Sifat bayangan di titik pusat kelengkungan cermin (M) 
Sifat bayangannya: nyata, terbalik, tinggi bayangan sama dengan benda,dan terletak pada pusat kelengkungan cermin (M). 
e. Sifat bayangan yang di titik focus (F) 
Sifat bayangannya adalah tak hingga, sebab sinar pemantulannya tidak berpotongan. 
  • Rumus Cermin Cekung 
f = R/2 
1/f = 1/S + 1/S’ 
M = h’/h = S’/S 
Keterangan: 
f = fokus 
R = jari-jari kelengkungan 
S = jarak benda 
S’ = jarak bayangan 
M = perbesaran 
h = tinggi benda 
h’= tinggi bayangan 
  • Sifat – Sifat Bayangan Yang Terbentuk Pada Cermin Cekung 
a. Jika benda berada di ruang III, bayangan di ruang II, maka sifat bayangannya adalah nyata, terbalik, diperbesar 
b. Jika benda berada di ruang II,bayangan di ruang III, maka sifat bayangannya dalah nyata, terbalik, diperbesar 
c. Jika benda berada di ruang I, bayangannya berada di ruang IV, maka sifat bayangannya adalah maya, tegak, dan diperbesar 
d. Jika benda berada di R,maka sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan sama besar 
e. Jika letak benda semakin didekatkan ke cermin maka sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak,dan diperbesar. 
f. Jika letak benda semakin dijauhkan dari cermin maka sifat bayangan yang terbentuk adalah tak terhingga sebab sinar pemantulannya tidak berpotongan. 
LANGKAH KERJA 
1. Alat dan bahan disiapkan 
2. Lilin dinyalakan dan diletakkan di penyangga lilin 
3. Cermin dijepit dengan penyangga dan diletakkan dalam jarak pada penggaris 0cm 
4. Arahkan cermin cekung menghadap lilin 
5. Temukan bayangan cahaya lilin pada layar 
6. Catat jarak pada benda dan jarak pada cermin tersebut 
7. Ulangi langkah nomor 4 sampai 6 selama lima kali, namun letakkan lilin di tempat yang berbeda-beda 
ALAT DAN BAHAN 
1. Lilin
2. Cermin cekung 
3. Penyangga lilin
4. Layar (Kertas HVS) 
5. Penggaris 
6. Penyangga cermin 
DATA PERCOBAAN
ANALISIS DATA 
1. f= 34.52/(34+52) 
f=1768/86 
f=20,55
2. f=(So.Si)/(So+Si) 
f=39.46/(39+46) 
f=1794/85 
f=21,10 
3. f=(So.Si)/(So+Si) 
f=42.39/(42+39) 
f=1638/81 
f=20,20 
4. f=(So.Si)/(So+Si) 
f=47.37/(47+37) 
f=1739/84 
f=20,70 
5. f=(So.Si)/(So+Si) 
f=34.50/(34+50) 
f=1700/84 
f=20,20 
PEMBAHASAN 

  • Pembentukan Bayangan 
Sinar istimewa ada tiga. Untuk dapat melukis bayangan suatu benda di depan cermin lengkung Kita cukup menggunakan dua dari tiga sinar istimewa di atas. Misalnya kita hendak menentukan bayangan sebuah benda yang berada di depan cermin cekung. Posisi benda itu ada di antara pusat kelengkungan dan titik fokus cermin atau R > s > f seperti pada gambar 21. Bayangan benda dapat ditentukan dengan cara melukis dua sinar istimewa yang melewati titik B (kepala panah), yakni sinar yang sejajar sumbu utama (1) dan sinar yang melalui fokus utama cermin (2). Kedua sinar istimewa ini dipantulkan oleh cermin dan kedua sinar pantul ini akan berpotongan di satu titik (B'). Titik B' ini merupakan bayangan kepala anak panah tadi. Kemudian tariklah garis A'B' sejajar dengan garis AB, maka garis A'B' inilah yang merupakan bayangan dari benda AB.
Tentang posisi benda di depan cermin cekung ini, masih tersisa kemungkinan lain selain yang sudah diperlihatkan oleh gambar diatas. Di bawah ini adalah gambar posisi benda di sebelah kiri pusat kelengkungan cermin atau s > 2f. 
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang dilakukan terhadap hukum pembiasan dan pemantulan yang terjadi saat sinar mengenai sebuah lensa, dapat disimpulkan bahwa cara menemukan titik fokus lensa dapat ditentukan dengan menggeser-geser benda dan/atau layar sampai menemukan bayangan yang paling jelas.

sumber : http://rasyaklopedia.blogspot.com