Tegangan Permukaan
A. Azhar Arsyat , Aida Kasim, Armita Cahyani, Husmiati, Sabriana
Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas TarbiyahUINAlauddin Makassar
Abstrak
Telah di lakukan praktikum Termodinamika dengan
judul“Tegangan Permukaan”.Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika
Dasar Jurusan Pendidikan Fisika pada hari Ahad/ 19 Juni
2016. Tujuan dilakukannya praktikum ini untuk menghitung tegangan permukaan pada spiritus, untuk
menghitung tegangan permukaan pada minyak, untuk menghitung tegangan permukaan
pada air, untuk menghitung massa jenis pada spiritus, untuk menghitung massa
jenis pada minyak, dan untuk menghitung massa jenis pada air .
Pada percobaan ini, kami
melakukan 3 buah kegiatan
untuk menghitung tegangan
permukaan pada spiritus, minyak dan air. Variabel respon pada percobaan ini
adalah jumlah tetes, waktu dan massa zat cair, variabel manipulasinya adalah jenis zat cair dan variabel kontrolnya
adalah penurunan volume. Hasil dari pengamatan kami menunjukkan bahwa
Kata kunci: Spiritus, Minyak dan Air
TUJUAN
1.
Untuk menghitung
tegangan permukaan pada air
2.
Untuk menghitung
tegangan permukaan pada minyak
3.
Untuk menghitung
tegangan permukaan pada air.
4.
Untuk menghitung
massa jenis pada spiritus
5.
Untuk menghitung
massa jenis pada minyak
6.
Untuk menghitung
massa jenis pada air
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Fenomena tegangan permukaan sering
kita jumpai , misalnya saja seekor serangga yang dapat berjalan diatas air,
atau sebuah silet yang dapat mengapung diatas air. Semua peristiwa tersebut
merupakan fenomena tegangan permukaan yang disebabkan karena adanya gaya tarik
menarik molekul yang sejenis maupun yang tidak sejenis.
Tegangan permukaan merupakan gaya
atau tarikan kebawah yang menyebabkan permukaan zat cair berkontraksi, yang
disebabkan karena adanya gaya kohesi dan adhesi. Ketika gaya kohesi lebih besar
dari gaya adhesi maka permukaan zat cair cenderung berbentuk cembung dan jika
gaya kohesi lebih kecil dari gaya adhesi maka permukaan zat cair cenderung
berbentuk cekung.
Oleh
karena itu dilakukan percobaan ini agar kita dapat menghitung massa jenis zat cair spiritus, minyak
dan air dan menghitung tegangan permukaan zat cair spiritus, minyak dan air.
Teori Singkat
A.
Tegangan Permukaan
Permukaan zat cair mempunyai sifat ingin
meregang, sehingga permukaannya seolah-olah ditutupi oleh suatu lapisan yang
elastis. Hal ini disebabkan karena adanya gaya tarik menarik antara partikel
yang sejenis didalam zat cair. Adanya gaya atau tarikan kebawah menyebabkan
permukaan cairan berkontraksi dan berada dalam keadaan tegang. Tegangan ini
disebut dengan tegangan permukaan ( Yazid, 2005: 115).
Walaupun gaya permukaan molekul
dapat diberikan hanya oleh molekul- molekul
dibawahnya atau disampingnya. Dengan demikian ada gaya tarik total ke
bawah, yang cenderung menekan lapisan permukaan sedikit, tetapi hanya sampai
batas dimana gaya kebawah ini diimbangi oleh gaya (tolak) ke atas yang
disebabkan oleh kontak yang dekat atau tumbukan dengan molekul-molekul
dibawahnya (Giancoli, 1998: 351)
Setiap molekul zat cair yang
bergerak mendekati permukaannya, akan mendapat gaya tarik ke bawah atau gaya
yang mengembalikan molekul tersebut ke dalam zat cair. Makin dekat ke permukaan
zat cair, makin besar gaya tarikan ke dalam zat cair itu. Akibatnya molekul zat
cair di permukaan mengalami gaya resultan (kohesi) ke dalam yang cenderung menghasilkan luas permukaan
yang sekecil-kecilnya dan molekul-molekul pada permukaan dalam keadaan tegang
(Said, 2014: 117).
B.
Pengukuran Tegangan Permukaan
1.
Cara Tetes
Pada cara ini, tegangan permukaan zat cair
dihitung dengan membandingkan tegangan permukaan suatu zat cair dengan tegangan
permukaan suatu zat cair lain yang telah diketahui harga koefisien tegangannya
(Tim Asisten Termodinamika, 2016:1)
2.
Cara Kenaikan Kapiler
Dengan langsung menerapkan rumus H =1/2rhρg
diperoleh H dengan mengukur r dan h dan diketahui ρ dan g. Adapun r, kecuali
dapat diukur langsung dengan mikroskop, dapat juga diperoleh dengan mengisi
bulu kapiler dengan air raksa dengan pertolongan karet penyedot. Dengan
mengukur bagian panjang L dari bulu yang terisi air raksa serta mengukur air
raksanya lagi untuk ditimbang beratnya (w) diperoleh jari-jari kapiler r
Karena massa jenis air raksa adalah 13,6 gr/cm3
(Soedojo, 1999: 63).
Alat dan bahan
1.
Alat
Alat yang
digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
a.
Buret tetes 50 ml 2 buah
b.
Corong 1 buah
c.
Gelas ukur 250 ml 2 buah
d.
Gelas ukur 500 ml 1 buah
e.
Neraca digital 1 buah
f.
Statif + klem 2 set
g.
Stopwatch 1 buah
2.
Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah
sebagai berikut:
a.
Air Secukupnya
b.
Minyak Secukupnya
c.
Spiritus Secukupnya
d.
Tissue
Secukupnya
Identifikasi Variabel
Identifikasi masalah pada percobaan ini adalah:
a. Variabel Manipulasi : Jenis zat cair
b. Variabel Respon : Jumlah tetes, waktu dan massa zat
cair
c.
Variabel Kontrol : Penurunan
waktu
Definisi Operasional Variabel
1.
Variabel
Manipulasi
Jenis zat cair adalah zat yang dijadikan sampel pada
percobaan untuk diamati tetesan tiap penurunan volume 5 ml dan dihitung
tegangan permukaannya dimana zat yang digunakan yaitu spiritus, minyak dan air.
2.
Variabel
Respon
a. Jumlah
tetesan adalah banyaknya tetesan zat cair pada spiritus, minyak dan air yang
menetes dari buret tetes 50 ml kedalam gelas ukur 250 ml tiap penurunan volume
5 ml pada buret tetes.
b. Waktu
adalah lamanya proses yang dibutuhkan zat cair spiritus, minyak dan air untuk
mengalami penurunan volume sebanyak 5 ml melalui proses menetes yang diukur
menggunakan stopwatch.
c. Massa
zat cair adalah besarnya massa zat cair berupa spiritus, minyak dan air yang
menetes dari buret ke dalam gelas ukur yang dikur menggunakan neraca digita.
3.
Variabel
Kontrol
Penurunan
volume adalah berkurangnya volume pada zat cair spiritus, minyak dan air pada
buret tetes 50 ml sebanyak 5 ml pada tiap pengambilan data.
Prosedur Kerja
Kegiatan 1: Tegangan
permukaan pada spiritus
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang
akan digunakan.
2.
Membuat rangkaian
seperti gambar berikut:
Gambar 1: Rangkaian gerbang AND.
3.
Menimbang
gelas ukur kosong menggunakan neraca digital.
4.
Memasukkan
zat cair spiritus kedalam buret tetes sebanyak 45 ml menggunakan corong.
5.
Memutar
kerang bersamaan dengan menekan stopwatch dan menghitung jumlah tetesan yang
jatuh kedalam gelas ukur hingga volume berkurang sebanyak 5 ml.
6.
Menimbang
massa gelas ukur yang berisi spiritus.
7.
Mengulangi
langkah 5-6 sebanyak 4 kali dengan tiap penurunan volume sebanyak 5 ml.
8.
Mencatat
hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
Kegiatan 2: Tegangan permukaan pada minyak
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang
akan digunakan.
2.
Membuat rangkaian
seperti gambar berikut:
Gambar 1: Rangkaian gerbang AND.
3.
Menimbang
gelas ukur kosong menggunakan neraca digital.
4.
Memasukkan
zat cair minyak kedalam buret tetes sebanyak 45 ml menggunakan corong.
5.
Memutar
kerang bersamaan dengan menekan stopwatch dan menghitung jumlah tetesan yang
jatuh kedalam gelas ukur hingga volume berkurang sebanyak 5 ml.
6.
Menimbang
massa gelas ukur yang berisi minyak.
7.
Mengulangi
langkah 5-6 sebanyak 4 kali dengan tiap penurunan volume sebanyak 5 ml.
8.
Mencatat
hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
Kegiatan 3: Tegangan permukaan pada air
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang
akan digunakan.
2.
Membuat rangkaian
seperti gambar berikut:
Gambar 1: Rangkaian gerbang AND.
3.
Menimbang
gelas ukur kosong menggunakan neraca digital.
4.
Memasukkan
zat cair air kedalam buret tetes sebanyak 45 ml menggunakan corong.
5.
Memutar
kerang bersamaan dengan menekan stopwatch dan menghitung jumlah tetesan yang
jatuh kedalam gelas ukur hingga volume berkurang sebanyak 5 ml.
6.
Menimbang
massa gelas ukur yang berisi air.
7.
Mengulangi
langkah 5-6 sebanyak 4 kali dengan tiap penurunan volume sebanyak 5 ml.
8.
Mencatat
hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
Hasil Pengamatan
Kegiatan 1 :
Mengukur tegangan permukaan pada minyak
NST neraca digital : 0.001 gr
NST buret tetes : 0.1 ml
NST stopwatch : 0.1 sekon
Massa gelas ukur kosong : 97.115 gr
Volumeminyak : 45 ml
Tabel 1.1: Tegangan permukaan pada minyak
|
NO
|
Vair
(ml)
|
(ml)
|
MGUK+minyak
(gr)
|
Jumlah tetesan
|
mminyak
(gr)
|
Waktu
(s)
|
|
1
|
45
|
5
|
101.368
|
325
|
4.253
|
329
|
|
2
|
40
|
5
|
105.279
|
232
|
3.911
|
93
|
|
3
|
35
|
5
|
109.723
|
224
|
4.444
|
102
|
|
4
|
30
|
5
|
114.026
|
227
|
4.303
|
114
|
|
5
|
25
|
5
|
128.397
|
237
|
4.371
|
132
|
|
|
||||||
Kegiatan 2 :
Mengukur tegangan permukaan pada air
NST neraca digital : 0.001 gr
NST buret tetes : 0.1 m `
NST stopwatch : 0.1 sekon
Massa gelas ukur kosong : 97.115 gr
Volumeminyak : 45 ml
Tabel
2.1: Tegangan permukaan pada air
Kegiatan
3 : Mengukur tegangan permukaan pada
spritus
NST
neraca digital : 0.001 gr
NST
buret tetes : 0.1 ml
NST
stopwatch : 0.1
sekon
Massa
gelas ukur kosong : 97.115 gr
Volumeminyak : 45 ml
Tabel
3.1: Tegangan permukaan pada spritus
ANALISIS DATA
Analisis data pada percobaan ini adalah:
1.
Menentukan massa jenis zat cair
a. Menghitung
massa jenis zat cair dengan rumus:
1.) Untuk
minyak
2.
Untuk AiR
3.
Untuk Spiritus
b. Menghitung
kesalahan mutlak massa jenis
Rambat Ralat
1.) Untuk
Minyak
2.) Untuk
air
3). Untuk spiritus
c. Menghitung
persen perbedaan
1.) Untuk
minyak
2.) Untuk
air
3).
Untuk spiritus
d. Menghitung
Kesalahan Relatif
1.) Untuk
minyak
2.) Untuk
air
Pelaporan Fisika
1. Untuk
minyak
2. Untuk
air
3. Untuk
spiritus
4.
Menghitung Tegangan Permukaan Zat Cair
a. Untuk
minyak
b. Untuk
air
c. Untuk
spiritus
5. Menghitung
kesalahan mutlak
a. Tegangan
permukaan pada minyak
b. Tegangan
permukaan pada air
6. Menghitung
Kesalahan Relatif
a. Tegangan
permukaan pada minyak
b. Tegangan
permukaan pada air
7. Menghitung
Nilai Derajat Kepercayaan
a. Tegangan
permukaan pada minyak
b. Tegangan
permukaan pada air
c. Tegangan
permukaan pada Spiritus
Menghitung Pelaporan Fisika
a. Tegangan
permukaan untuk air
b. Tegangan
permukaan untuk air
c. Tegangan
permukaan untuk air
PEMBAHASAN
Kegiatan
4.1: Tegangan permukaan pada Spiritus
Pada
percobaan ini digunakan spiritus sebagai sampel yang akan dicari tegangan
permukaannya dengan menggunakan metode tetes. Dimana spiritus dimasukkan
kedalam buret tetes sebanyak 50 ml kemudian menghitung jumlah tetesan spiritus
yang jatuh kedalam gelas ukur setiap penurunan 5 ml pada buret dan dilakukan 6
kali.
Secara
teori massa jenis spiritus adalah 0,82 gr/cm3 dan tegangan permukaan
spiritus adalah 24,0 dyne/cm. Sedangkan
berdasarkan hasil yang diperoleh pada percabaan untuk massa jenis
spiritus 0,718 gr/cm3 dan tegangan permukaan spiritus yaitu
dyne/cm.
Berdasarkan
hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa tegangan permukaan dari spritus
mendekati keberhasilan. Adapun penyebabnya yaitu masalah pada buret tetes
dimana ada tetesan spiritus yang keluar pada pengunci buret, sehingga jumlah
tetasan yang diperoleh kurang akurat dan akhirnya mempengaruhi massa dari
spiritus.
Kegiatan
4.2 : Tegangan permukaan pada Minyak.
Pada
percobaan ini digunakan minyak sebagai
sampel yang akan dicari tegangan permukaannya dengan menggunakan metode tetes.
Dimana minyak dimasukkan kedalam buret
tetes sebanyak 50 ml kemudian menghitung jumlah tetesan minyak yang jatuh
kedalam gelas ukur setiap penurunan 5 ml pada buret dan dilakukan 6 kali.
Secara
teori massa jenis minyak
gr/cm3 adalah dan tegangan permukaan minyak adalah Sedangkan berdasarkan hasil yang diperoleh pada
percabaan untuk massa jenis minyak 0,851
gr/ cm3 dan tegangan permukaan minyak yaitu 48,615
dyne/cm
Berdasarkan
hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa tegangan permukaan dari spritus
mendekati keberhasilan. Adapun penyebabnya yaitu masalah pada buret tetes
dimana ada tetesan spiritus yang keluar pada pengunci buret, sehingga jumlah
tetasan yang diperoleh kurang akurat dan akhirnya mempengaruhi massa dari minyak.
Kegiatan
4.3 : Tegangan permukaan pada Air
Pada
percobaan ini digunakan air sebagai sampel yang akan dicari tegangan
permukaannya dengan menggunakan metode tetes. Dimana air dimasukkan kedalam
buret tetes sebanyak 50 ml kemudian menghitung jumlah tetesan air yang jatuh
kedalam gelas ukur setiap penurunan 5 ml pada buret dan dilakukan 6 kali.
Secara
teori massa jenis air adalah
gr/cm3 dan tegangan permukaan air
adalah72,0 dyne/cm. Sedangkan
berdasarkan hasil yang diperoleh pada percabaan untuk massa jenis air
gr/cm3 dan tegangan permukaan air
yaitu 57,853 dyne/cm.
Berdasarkan
hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa tegangan permukaan dari air mendekati
keberhasilan. Adapun penyebabnya terjadinya kesalahan yakni ketidakseimbangan
jumalah tetesan pada setiap penurunan 5 ml pertama dan berikutnya terlalu cepat
dan 5 ml pertama dan berikutnya terlalu lambat,selain itu, pembacaan skala pada
buret tidak teliti atau terjadi kesalahan paralaks.
Dari
uraian diatas dapat kita ketahui bahwa tegangan permukaan air jauh lebih besar
disbanding tegangan permukaan minyak dan spiritus.hal ini disebabkan karena
massa jenis air jauh lebih besar dibandingkan minyak sama spiritus sehingga
mengakibatkan gaya tarik menarik antar
molekul air lebih besar dibandingkan gaya tarik menarik antar molekul minyak dan spiritus. Hal ini
menyebabkan jumlah tetesan pada spiritus lebih dan minyak lebih banyak karena
volumenya kecil sedangkan pada air volumenya lebih besar sehingga jumlah
tetesannya lebih sedikit.
SIMPULAN DAN DISKUSI
1.
Kesimpulan
Berdasarkan
data yang diperoleh, tegangan permukaan spiritus yang diperoleh dipercobaan
adalah
dyne/cm, dengan massa jenis spiritus yang di
peroleh pada percobaan ini adalah 0,718 gr/cm3, tegangan permukaan
minyak yang diperoleh dipercobaan adalah 48,615 dyne/cm ,dengan massa jenis
minyak yang di peroleh pada percobaan ini adalah0,851 gr/ cm3, tegangan permukaan air
yang diperoleh dipercobaan adalah57,853 dyne/cm, dengan massa jenis air yang di
peroleh pada percobaan ini adalah
gr/cm3
2.
Diskusi
Dalam
pratikum ini kerjasama dalam kelompok sangatlah dibutuhkan , dan sangat lebih
baik apabila pada percobaan tidak hanya menggunakan metode tetes tetapi
ditambah misalnya dengan ppa kapiler agar dapat dibandingkan cara mana yang
lebih akurat, dan pada percobaan setiap tetyesan yang keluar dari buret baik
air, minyak maupun spiritus menggunakan geals ukur yang berbeda tiap interval
agar massa yang diperoleh lebih akurat.
DAFTAR RUJUKAN
Bishop, Owen. 2004. Dasar-Dasar
Elektronika.. England: Elsevier
Maini, Anil Kumar. 2007. Digital
Elektronics. England: John Wiley and Sons ltd
Tim Asisten Elektronika Dasar II. 2016. Penuntun
Praktikum Elektronika Dasar II. Makassar: UIN Press
Tokheim, Roger L. 1990. Digital
Elektronic Second Edition. McGraw-Hill.lnc
Woorland, Bakry. 2006. Elektronika
praktis. London ; McGraw Book company limited.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar