Tegangan Muka [PDF]

Citation preview

Laporan Praktikum Fisika Dasar 1 Modul Praktikum – Tegangan Muka FIKRI FADHLURROHMAN / 19521072 Asisten: NAFIS Tanggal praktikum: 16 JUNI 2020 Jurusan – Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia



Abstrak— Tegangan permukaan disebabkan oleh adanya interaksi yang terjadi antar molekul-molekul zat cair di permukaan zat cair tersebut. Pada permukaan zat cair mempunyai beberapa sifat yang khusus diantaranya adalah adanya gaya kohesi dan gaya adhesi. Pada dasarnya, gaya adhesi sendiri lebih kecil dibandingkan dengan gaya kohesi, sehingga molekul-molekul yang berada di permukaan zat cair akan cenderung masuk ke dalam zat cair tersebut. Kata kunci— tegangan, permukaan, tenaga, gaya, tarikmenarik, molekul, metode



I.



Pendahuluan



Praktikum yang berjudul “Tegangan Muka” dilakukan dengan tujuan untuk memahami pengertian dasar dari tegangan muka dan menentukan tegangan muka dengan cara, tekanan maksimum dan kenaikan kapiler. Tegangan permukaan disebabkan oleh adanya interaksi yang terjadi antar molekul-molekul zat cair di permukaan zat cair tersebut. Pada permukaan zat cair mempunyai beberapa sifat yang khusus diantaranya adalah adanya gaya kohesi dan gaya adhesi. Di dalam zat cair, satu molekul selalu dikelilingi oleh molekul-molekul lainnya yang sejenis dari segala arah sehingga gaya tarik menarik antar molekul adalah sama. Gaya tarik menarik ini disebut dengan gaya kohesi. Pada permukaan zat cair, terjadi gaya tarik menarik antar molekul zat cair dengan molekul di udara. Gaya tarik menarik ini disebut dengan gaya adhesi. Pada dasarnya, gaya adhesi sendiri lebih kecil dibandingkan dengan gaya kohesi, sehingga molekul-molekul yang berada di permukaan zat cair akan cenderung masuk ke dalam zat cair tersebut. Namun, dalam masalah ini tidak tepat, karena adanya gaya yang bekerja sejajar dengan permukaan zat cair untuk mengimbangi. Tegangan permukaan adalah suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih kecil atau adanya usaha untuk membentuk luas permukaan yang baru. Molekulmolekul yang berada pada zat cair akan mengalami gaya tarik menarik oleh molekul yang ada disekelilingnya menuju ke segala arah. Sedangkan molekul yang ada dipermukaan akan mengalami tarikan ke dalam rongga



cairan karena gaya tarik menarik yang terjadi di dalam cairan lebih kuat dibandingkan dengan gaya tarik menarik yang ada di atas permukaan cairan. Dalam hal ini terdapat dua besaran yaitu Tegangan Muka dan Tenaga Muka. Tegangan muka adalah usaha yang diperlukan untuk menambah luas permukaan dengan satu satuan luas. Satuan yang menyatakan nilai tegangan muka biasanya adalah Joule/m2. Sedangkan tenaga muka adalah jumlah komponen yang sejajar permukaan dan resultan gaya kohesi yang tidak dapat terimbangi pada molekul dalam lapisan permukaan tiap satuan panjang. Satuan tenaga muka biasanya dinyatakan dengan Newton/m. Untuk mencari nilai tegangan muka sendiri dapat dilakukan dengan dua cara atau dua metode, yaitu metode tekanan maksimum gelembung dan metode kenaikan pipa kapiler. Pertama, metode tekanan maksimum gelembung dilakukan dengan cara menyamakan tekanan yang bekerja antara gelas beker dan manometer dalam keadaan setimbang. Selanjutnya, dengan menurunkan air di dalam buret ke dalam erlenmeyer sehingga akan menaikkan tekanan udara di dalam pipa kapiler. Ketika di dalam pipa kapiler muncul gelembung udara, maka terjadilah tegangan yang dapat dihitung dengan persamaan:



1 H= rρg (h2−h 1) 2 Keterangan: H = Tegangan Permukaan (N/m) r = Jari-Jari pipa kapiler ρ = massa jenis air (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h2 = Kedalaman pipa kapiler yang digunakan (m) h1 = selisih tinggi permukaan cairan manometer (m) Kedua, metode kenaikan pipa kapiler dilakukan dengan cara mencelupkan pipa kapiler ke dalam cairan yang ada di gelas beker, kemudian menutup celah bagian atas pada pipa kapiler dan pipa kapiler tersebut diangkat. Setelah diangkat, akan muncul perbedaan tinggi cairan yang ada pada pipa kapiler, hal ini menunjukkan adanya tegangan yang diberikan oleh udara yang berada di dalam pipa kapiler. Untuk menghitung tegangan permukaan dengan metode ini, menggunakan persamaan yang sama dengan metode tekanan maksimum gelembung, tetapi ada perbedaan dalam penggunaan persamaannya.



1 H= rρg (h2−h 1) 2 Keterangan: H = Tegangan Permukaan (N/m) r = Jari-Jari pipa kapiler ρ = massa jenis air (kg/m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) h2 = Ketinggian air setelah celah ditutup (m) h1 = Kedalaman pipa kapiler yang digunakan (m) Penerapan yang digunakan dengan memanfaatkan dari praktikum kali ini telah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, contohnya seperti tetes air yang jatuh dari keran air, hewan serangga yang dapat berada di permukaan air, ataupun tetes air yang jatuh ke rambut atau permukaan daun keladi.



II. 



METODE PRAKTIKUM



Dalam melakukan praktikum ini, dilakukan beberapa prosedur kerja sebagai berikut. A. Tekanan Maksimum Gelembung Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan



Merangkai alat dan bahan seperti gambar yang ada di modul



Melakukan pengamatan h m dan perhitungan h1 sebanyak 3 kali Mengulangi kegiatan 6-9 untuk variasi kedalaman pipa kapiler 2cm, 3cm, 4cm, dan 5cm B. Kenaikan Pipa Kapiler Memasukkan air ke dalam gelas beker sampai 2cm di bawah bibir gelas Mengukur diameter pipa kapiler menggunakan jangka sorong yang sudah disediakan dan mencatat pada laporan sementara Memasukkan pipa kapiler ke dalam gelas beker yang sudah berisi air sedalam h1 =1cm Menutup rapat ujung pipa kapiler yang atas dan mengangkat pipa keluar dari gelas beker! Mengukur ketinggian air yang berada dalam pipa kapiler dan mencatat hasilnya sebagai h2 pada laporan sementara! Melakukan sebanyak 3 kali pengamatan, sehingga memperoleh 3 data h2 pada laporan sementara Merapikan alat dan bahan seperti kondisi semula 



Untuk melaksanakan praktikum, diperlukan alat dan bahan sebagai berikut.



Mengukur dan Mencatat diameter pipa kapiler yang akan digunakan menggunakan jangka sorong yang telah disediakan Mengukur tinggi air mula-mula yang ada di manometer dan mencatat sebagai h0 pada laporan sementara Mengisi gelas beker dengan air sampai permukaan air 2cm di bawah bibir gelas dan ukur suhu yang digunakan Menutup kran buret dan mengisi buret dengan air sampai penuh Mencelupkan pipa kapiler pada gelas beker sedalam



h2 =1cm



Membuka kran buret secara perlahan-lahan Mengamati dan mencatat h m(tinggi permukaan air dalam manometer) tepat pada saat gelembung akan lepas dari ujung pipa kapiler yang tercelup (bentuk gelembung tepat



1 bola)!Menghitung harga h1 =2(hm −h0 )! 2



Gambar 1. Buret Sumber: https://www.tokopedia.com/tokolaboratorium/buretclear-50-ml-glass-stopcock-class-b-duran-buret-50-ml-duran



Gambar 1 menunjukkan alat yang disebut dengan buret, yang digunakan untuk meneteskan cairan yang memerlukan presisi tertentu



Gambar 2. Erlenmeyer Sumber: https://www.phywe.com/en/erlenm-flask-wide-neck250ml-pn45.html



Gambar 2 menunjukkan alat yang disebut dengan erlenmeyer, digunakan untuk menyimpan cairan



Gambar 3. Manometer Sumber: https://www.japson.com/u-tube-manometer-onstand-table-model.html



Gambar 3 menunjukkan alat yang disebut dengan manometer, digunakan untuk mengukur tekanan gas



Gambar 4. Gelas Beker Sumber: https://www.tokopedia.com/indocreatif/beaker-glassbeker-gelas-250ml



Gambar 4 menunjukkan alat yang disebut dengan lemari gelas beker, digunakan untuk menampung cairan



Gambar 5. Air Sumber: https://www.kompasiana.com/fahrulrozi1999/5e48928ed541df7841395 4e2/mengenal-air-lebih-dekat



Gambar 5 menunjukkan bahan yang digunakan yaitu air, berfungsi sebagai bahan untuk meperlihatkan adanya gas



Gambar 6. Pipa Kapiler Sumber: http://blogbio15001.blogspot.com/2015/09/alat-alatlaboratorium-kimia-dan.html



Gambar 6 menunjukkan alat yang disebut dengan pipa kapiler yang berfungsi untuk menurunkan tekanan gas



Gambar 7. Jangka Sorong Sumber: https://www.tokopedia.com/alatproyekcom/jangka-sorongvernier-caliper-100-0-05mm-530-100-mitutoyo-



Gambar 7 menunjukkan alat yang disebut dengan jangka sorong yang digunakan untuk mengukur sebuah benda



1 1 r = d= ( 0,71 ) cm=0,355 cm 2 2 B. Menentukan rerata h´m ± ∆h´m 1. Saat



H 2=1 cm



Tabel 1



⸹



H m (cm) Gambar 8. Hidrometer Sumber:https://www.thoharianwarphd.com/2018/01/percobaa n-sains-pipet-hidrometer.html



Gambar 8 menunjukkan alat yang disebut dengan hidrometer, digunakan untuk mengukur berat jenis cairan



III. A. PERCOBAAN MAKSIMUM



DATA PERCOBAAN DENGAN



METODE



2



|⸹ H m (H m − H´ m )|



H m ( H m − H´ m ) −0,167 0,133 0,033



1 1,3 1,2



0,0279 0,0177 0,0011 ∑ ¿ 0,0467



H´ m =1,167



∑ H m = 3,5 =1,167 cm H´ m = n 3 ∆ H´ m =



TEKANAN



√



2



∑ (H m− H´m ) = n−1



√



0,0467 =0,153 cm 3−1



Jadi, h´m ± ∆h´m= ( 1,167 ± 0,153 ) cm



Tabel 1. Hasil Pengamatan Air dengan suhu = 26⁰C No



H0 1 2 3 4 5



(cm) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5



H 1 (cm) H m (cm) 1 1 2,1 2,5 2,9 3,4



2 1,3 2,3 2,6 2,9 3,5



H2 (cm)



3 1,2 2,4 2,5 3 3,4



1 2 3 4 5



d (cm)



H 1=2( H´ m −H 0 )



Tabel 2. Hasil Pengamatan Air dengan suhu = 26⁰C



1 2 3 4 5



1



2



3



H 1 (cm)



1,5 2,3 3,3 4,3 5,2



1,4 2,2 3,3 4,4 5,3



1,4 2,4 3,4 4,3 5,2



1 2 3 4 5



IV.



ANALISIS DATA



2,1 2,3 2,4



0,0279 0,0011 0,0177 ∑ ¿ 0,0467



H´ m =2,267



∆ H´ m =



√



2



∑ (H m− H´m ) = n−1



√



0,0467 =0,153 cm 3−1



Jadi, h´m ± ∆h´m=( 2,267 ± 0,153 ) cm 3. Saat



H 2=3 cm



Analisis data percobaan TM (Tegangan Muka) 1. Tekanan Maksimum Gelembung A. Menentukan Jari-Jari Pipa



2



|⸹ H m (H m − H´ m )|



H m ( H m − H´ m ) −0,167 0,033 0,133



∑ H m = 6,8 =2,267 cm H´ m = n 3



Pipa I, diameter = 0,7 cm



H 2 (cm)



⸹



H m (cm)



B. PERCOBAAN DENGAN METODE KENAIKAN PIPA KAPILER



No



H 2=2 cm Tabel 2



1,333 3,533 4,067 4,867 5,867



0,71



2. Saat



Tabel 3



H m (cm) 2,5



⸹



H m ( H m − H´ m ) −0,033



2



|⸹ H m (H m − H´ m )| 0,0011



0,067 −0,033



2,6 2,5



0,0045 0,0011 ∑ ¿ 0,0067



H´ m =2,533 H´ m



∆ H´ m =



∆ H´ m =



√



3



2



∑ (H m− H´m ) = n−1



√



1. Saat



0,0067 =0,058 cm 3−1



√



⸹



2



|⸹ H m (H m − H´ m )|



H m ( H m − H´ m ) −0,033 −0,033 0,067



∆ H´ m =



√



2



∑ (H m− H´m ) =



√



3. Saat



2 2 2 2 ∆ h1= |2| |∆ h´m| =√|2| |0,058| =0,116 cm



√



Jadi, h1 ± ∆ h1=( 4,067 ± 0,116 ) cm



3,4 3,5 3,4



H 2=4 cm



h1 =2 ( h´m +h 0) =4,867 cm



Tabel 5



H m ( H m − H´ m ) −0,033 0,067 −0,033



H 2=3 cm



h1 =2 ( h´m +h 0) =4,067 cm



0,0067 =0,058 cm 3−1



4. Saat



⸹



H 2=2 cm



Jadi, h1 ± ∆ h1= ( 3,533 ±0,306 ) cm



H 2=5 cm



H m (cm)



2. Saat



√



Jadi, h´m ± ∆h´m=( 2,933 ±0,058 ) cm



5. Saat



2



2 2 2 2 ∆ h1= |2| |∆ h´m| =√|2| |0,153| =0,306 cm



3



n−1



2



h1 =2 ( h´m +h 0) =3,533 cm



0,0011 0,0011 0,0045 ∑ ¿ 0,0067



∑ H m = 8,8 =2,933 cm = n



2



Jadi, h1 ± ∆ h1= ( 1,333 ±0,306 ) cm



H´ m =2,933 H´ m



2



∆ h1= |2| |∆ h´m| =√|2| |0,153| =0,306 cm



Tabel 4



2,9 2,9 3



H 2=1 cm



h1 =2 ( h´m−h0 ) =1,333 cm



H 2=4 cm



H m (cm)



√



C. Menentukan nilai perubahan tinggi permukaan air di manometerh1 ± ∆ h1



Jadi, h´m ± ∆h´m=( 2,533 ±0,058 ) cm 4. Saat



n−1



0,0067 =0,058 cm 3−1



Jadi, h´m ± ∆h´m=( 3,433 ±0,058 ) cm



∑ H m = 7,6 =2,533 cm = n



√



2



∑ (H m− H´m ) =



2



|⸹ H m (H m − H´ m )|



H´ m =3,433



∑ H m = 10,3 =3,433 cm H´ m = n 3



0,0011 0,0045 0,0011 ∑ ¿ 0,0067



√



2



2



2



2



∆ h1= |2| |∆ h´m| =√|2| |0,058| =0,116 cm Jadi, h1 ± ∆ h1= ( 4,867 ± 0,116 ) cm



5. Saat



H 2=5 cm



h1 =2 ( h´m +h 0) =5,867 cm 2 2 2 2 ∆ h1= |2| |∆ h´m| =√|2| |0,058| =0,116 cm



√



Jadi, h1 ± ∆ h1= ( 5,867 ± 0,116 ) cm



H ±∆H



D. Menentukan nilai tegangan muka air Diketahui:



ρ=1000 kg/ m3 g=9,8 m/s 2



1 H= rρg (h1−h 2) 2 1 H= ( 0,00355 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,04067−0,03 ) 2 H=0,1856 N /m



H 2=1 cm



1. Saat



√| √|



2



1 2 rρg |∆ h1| 2



|



1 H= rρg (h1−h 2) 2



∆ H=



1 H= ( 0,00355 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,01333−0,01 ) 2



1 2 ∆ H= (0,00355)(1000)(9,8) |0,00116| 2



H=0,0579 N /m



∆ H =0,0202 N /m



∆ H=



√| √|



Jadi,



2



1 2 rρg |∆ h1| 2



|



|



H ± ∆ H =( 0,1856 ±0,0202 ) N /m H 2=4 cm



4. Saat 2



2



1 2 ∆ H= (0,00355)(1000)(9,8) |0,00306| 2



1 H= rρg (h1−h 2) 2



∆ H =0,0532 N /m



1 H= ( 0,00355 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,04867−0,04 ) 2



Jadi, 2. Saat



|



H ± ∆ H =( 0,0579 ±0,0532 ) N /m



H=0,1508 N / m



H 2=2 cm



√| √|



2



1 2 rρg |∆ h1| 2



|



1 H= rρg (h1−h 2) 2



∆ H=



1 H= ( 0,00355 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,03533−0,02 ) 2



1 2 ∆ H= (0,00355)(1000)(9,8) |0,00116| 2



H=0,2667 N /m



∆ H =0,0202 N /m



∆ H=



√| √|



Jadi,



2



1 2 rρg |∆ h1| 2



|



5. Saat 2



2



|



H ± ∆ H =( 0,1508 ±0,0202 ) N /m H 2=5 cm



1 2 ∆ H= (0,00355)(1000)(9,8) |0,00306| 2



1 H= rρg (h1−h 2) 2



∆ H =0,0532 N /m



1 HH = ( 0,00355 ) (1000 )( 9,8 )( 0,05867−0,05 ) 2



|



Jadi, H ± ∆ H =( 0,2667 ±0,0532 ) N /m 3. Saat H 2=3 cm



H=0,1508 N / m



√| √|



3. Saat



2



1 2 ∆ H= rρg |∆ h1| 2 ∆ H=



|



Tabel 3 2



1 2 (0,00355)(1000)(9,8) |0,00116| 2



|



∆ H =0,0202 N /m



H 1=1 cm



H 2 (cm)



⸹ H 2 ( H 2− H´ 2 )



1,5 1,4 1,4



0,067 −0,033 −0,033



|⸹ H 2 (H 2− H´ 2 )|



2



∑ ( H 2− H´ 2) = n−1



√



2,3 2,2 2,4



0 −0,1 0,1



H´ 2=2,3



2



n−1



⸹ H 2 ( H 2− H´ 2 )



4,3 4,4 4,3



−0,033 0,067 −0,033



|⸹ H 2 (H 2− H´ 2 )|



∑ H 2 = 6,9 =2,3 cm H´ 2= n 3 ∑ (H 2− H´ 2) =



H 2 (cm)



2



0 0,01 0,01 ∑ ¿ 0,02



√



0,02 =0,1 cm 3−1



Jadi, h´2 ± ∆h´2 =( 2,3± 0,1 ) cm



√



2



|⸹ H 2 (H 2− H´ 2 )| 0,0011 0,0045 0,0011 ∑ ¿ 0,0067



∑ H 2 = 13 =4,333 cm H´ 2= n 3



Tabel 2



H 2 (cm )



n−1



0,0067 =0,058 cm 3−1



H 1=4 cm



∆ H´ 2=



⸹ H 2 ( H 2− H´ 2 )



√



2



∑ ( H 2− H´ 2) =



H´ 2=4,333



0,0067 =0,058 cm 3−1



H 1=2 cm



√



0,0011 0,0011 0,0045 ∑ ¿ 0,0067



Tabel 4



Jadi, h´2 ± ∆h´2 = ( 1,433± 0,058 ) cm



∆ H´ 2=



2



|⸹ H 2 (H 2− H´ 2 )|



Jadi, h´2 ± ∆h´2 =( 3,333± 0,058 ) cm 4. Saat



∑ H 2 = 4,3 =1,433 cm H´ 2= n 3



2. Saat



−0,033 −0,033 0,067



2



0,0045 0,0011 0,0011 ∑ ¿ 0,0067



H´ 2=1,433



√



3,3 3,3 3,4



∆ H´ 2=



Tabel 1



∆ H´ 2=



⸹ H 2 ( H 2− H´ 2 )



∑ H 2 = 10 =3,333 cm H´ 2= n 3



2. Kenaikan Pipa Kapiler A. Menentukan h2 ± ∆ h2 1. Saat



H 2 (cm )



H´ 2=3,333



H ± ∆ H =( 0,1508 ±0,0202 ) N /m



Jadi,



H 1=3 cm



√



2



∑ ( H 2− H´ 2) = n−1



√



0,0067 =0,058 cm 3−1



Jadi, h´2 ± ∆h´2 = ( 4,333 ± 0,058 ) cm 5. Saat



H 1=5 cm Tabel 5



H 2 (cm )



⸹ H 2 ( H 2− H´ 2 )



5,2 5,3 5,2



−0,033 0,0067 −0,033



2



|⸹ H 2 (H 2− H´ 2 )|



H´ 2=5,233



∑ H 2 = 15,7 =5,233 cm H´ 2= n 3



0,0011 0,0045 0,0011 ∑ ¿ 0,0067



∆ H´ 2=



√



2



∑ ( H 2− H´ 2) = n−1



√



0,0067 =0,058 cm 3−1



Jadi, h´2 ± ∆h´2 =( 5,233± 0,058 ) cm B. Menentukan nilai tegangan muka air 1. Saat H 1=1 cm



H ±∆H



1 H= rρg (h2−h 1) 2



1 H= rρg (h2−h 1) 2 1 H= ( 0,0035 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,0333−0,03 ) 2 H=0,0566 N /m



√| √|



2



1 2 ∆ H= rρg |∆ h2| 2



1 H= ( 0,0035 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,043−0,01 ) 2 H=0,566 0 N /m



|



2



1 2 ∆ H= (0,0035)(1000)(9,8) |0,00058| 2



|



∆ H =0,0099 N /m 2



∆ H=



|√ 12 rρg| |∆ h |



∆ H=



√|



2



Jadi,



2



2



1 2 (0,0035)(1000)(9,8) |0,00058| 2



|



∆ H =0,0099 N /m Jadi, 2. Saat



H ± ∆ H =( 0,566 0 ±0,0099 ) N /m H 1=2 cm



1 H= ( 0,0035 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,023−0,02 ) 2 H=0,0515 N /m



∆ H=



√| √|



3. Saat



|



1 H= ( 0,0035 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,0433−0,04 ) 2



√| √|



2



1 2 ∆ H= rρg |∆ h2| 2



|



2



1 2 ∆ H= (0,0035)(1000)(9,8) |0,00058| 2



Jadi, 2



1 2 (0,0035)(1000)(9,8) |0,1| 2



|



H ± ∆ H =( 0,0515 ±1,715 ) N /m



H 1=3 cm



1 H= rρg (h2−h 1) 2



|



∆ H =0,0099 N /m



2



1 2 rρg |∆ h2| 2



∆ H =1,715 N /m Jadi,



H 1=4 cm



4. Saat



H=0,0566 N /m



1 H= rρg (h2−h 1) 2



∆ H=



H ± ∆ H =( 0,0566 ±0,0099 ) N /m



5. Saat



H ± ∆ H =( 0,0566 ±0,0099 ) N /m H 1=5 cm



1 H= rρg (h2−h 1) 2 1 H= ( 0,0035 )( 1000 ) ( 9,8 ) ( 0,0523−0,05 ) 2



H=0,0395 N /m ∆ H=



√| √|



2



1 2 rρg |∆ h2| 2



|



2



1 2 ∆ H= (0,0035)(1000)(9,8) |0,00058| 2



|



∆ H =0,0099 N /m Jadi,



H ± ∆ H =( 0,0395 ±0,0099 ) N /m



V.



PEMBAHASAN



Tegangan permukaan adalah suatu kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke keadaan yang luas permukaannya lebih kecil atau usahanya dalam membentuk permukaan yang baru. Tegangan permukaan sendiri terjadi diakibatkan oleh adanya interaksi yang terjadi antar molekul-molekul zat cair baik di dalam zat cair itu sendiri ataupun yang ada di permukaan zat cair. Permukaan zat cair sendiri memiliki beberapa sifat khusus, diantaranya adalah adanya gaya kohesi dan gaya adhesi. Gaya kohesi sendiri adalah gaya tarik menarik yang terjadi antara molekul yang sejenis, molekul ini adalah molekul yang ada di dalam zat cair itu sendiri. Sedangkan gaya adhsesi adalah gaya tarik menarik yang terjadi antar molekul yang tidak sejenis, molekul yang tidak sejenis itu adalah molekul air dan molekul udara. Berdasarkan teori yang ada, gaya adhesi pada zat cair itu lebih kecil sehingga molekul di udara dapat tertarik masuk ke dalam zat cair tersebut. Namun, dalam percobaan ini, karena adanya gaya yang bekerja membuat gaya tersebut sejajar dengan gaya yang ada di permukaan zat cair sehingga dapat mengimbangi. Dalam kejadian tegangan permukaan ini, terdapat dua buah besaran yang dapat diperhitungkan yaitu, tegangan muka dan tenaga muka. Tegangan muka adalah usaha yang diperlukan untuk menambah luas permukaan dengan satu satuan luas. Sedangkan tenaga muka adalah



jumlah komponen yang sejajar permukaan dan resultan gaya kohesi yang tidak dapat diimbangi pada molekul dalam lapisan permukaan tiap satuan panjang. Dalam menentukan nilai tegangan muka (H), dapat dilakukan dua metode untuk mengetahuinya, yaitu metode tekanan maksimum gelembung dan metode kenaikan pipa kapiler. Metode tekanan maksimum dilakukan dengan cara menyamakan tekanan yang bekerja antara gelas beker dengan manometer dalam keadaan setimbang. Selanjutnya, menurunkan air yang berada di dalam buret ke dalam erlenmeyer sehingga akan menaikkan tekanan udara di dalam pipa kapiler. Ketika di dalam kapiler muncul gelembung udara, maka dapat dilakukan perhitungan untuk mencari nilai tegangan muka di dalam pipa kapiler tersebut. Setelah dilakukannya analisis data, didapatkan nilai tegangan muka menggunakan metode yang pertama ini. Pada kedalaman pipa kapiler sebesar 1cm, nilai tegangan muka yang terjadi adalah sebesar 0,0579 N/m, sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0532 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 1cm sebesar ( 0,0579 ± 0,0532 ) N /m Pada kedalaman pipa kapiler sebesar 2cm, nilai tegangan mukanya sebesar 0,2267 N/m, sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0532 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 2cm sebesar ( 0,2667 ± 0,0532 ) N /m . Selanjutnya, pada kedalaman pipa kapiler sebesar 3cm, nilai tegangan mukanya sebesar 0,1856 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0202 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 3cm sebesar ( 0,1856 ± 0,0202 ) N /m . Pada kedalaman pipa kapiler sebesar 4cm, nilai tegangan mukanya sebesar 0,1508 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0202 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 4cm sebesar ( 0,1508 ± 0,0202 ) N /m . Terakhir, pada kedalaman 5cm, nilai tegangan mukanya sebesar 0,1508 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0202 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 5cm sebesar ( 0,1508 ± 0,0202 ) N /m . Pada metode kedua yaitu metode kenaikan pipa kapiler, dilakukan dengan cara mencelupkan pipa kapiler ke dalam gelas beker yang berisikan air sesuai dengan kedalaman yang telah ditentukan, lalu menutup celah pipa kapiler bagian atas dan mengangkatnya dari air. Setelah diangkat, akan terlihat perbedaan tinggi air sebelum dan sesudah celah ditutup, sehingga tegangan muka akan dapat dihitung. Berdasarkan data dan perhitungan dilakukan, didapatkan nilai tegangan muka sesuai dengan kedalamannya. Pada kedalaman pipa kapiler sebesar 1cm, didapatkan nilai tegangan mukanya sebesar 0,5660 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0099 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka pada kedalaman 1cm sebesar ( 0,566 0 ± 0,0099 ) N /m. Untuk kedalaman pipa kapiler sebesar 2cm. didapatkan nilai



tegangan mukanya sebesar 0,0515 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 1,715 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka untuk kedalaman 2cm sebesar ( 0,0515 ±1,715 ) N /m . Untuk kedalaman 3 cm didapatkan nilai tegangan mukanya sebesar 0,0566 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0099 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka untuk kedalaman 3cm sebesar ( 0,0566 ± 0,0099 ) N /m. Untuk kedalaman 4cm didapatkan nilai tegangan mukanya sebesar 0,0566 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0099 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka untuk kedalaman 4cm sebesar ( 0,0566 ± 0,0099 ) N /m. Untuk kedalaman pipa kapiler sebesar 5cm didapatkan nilai tegangan mukanya sebesar 0,0395 N/m sedangkan nilai ralat tegangan mukanya sebesar 0,0099 N/m sehingga nilai hasil kisaran tegangan muka untuk kedalaman 5cm sebesar ( 0,0395 ± 0,0099 ) N /m . Berdasarkan dari data percobaan yang didapat dan perhitungan yang dilakukan, terlihat bahwa terjadinya tegangan muka dapat disebabkan oleh beberapa hal, seperti adanya perbedaan suhu disetiap masing-masing kedalaman, jenis cairan yang digunakan, dan zat terlarut. Terlihat dari hasil perhitungan yang telah dilakukan dan memiliki hasil yang naik turun atau tidak konstan di berbagai kedalaman. Hal ini menunjukkan adanya faktor yang menimbulkan kesalahan dalam melakukan percobaan, seperti ketidaktepatan dalam menentukan kedalaman pipa kapiler, adanya perbedaan suhu, dan kesalahan dalam menentukan tegangan muka, serta ketidaktepatan dalam melihat angka yang ditunjukkan pada manometer. Namun, pengaplikasian dari percobaan yang dilakukan ini dapat dilihat dari kehidupan sehari-hari, contohnya seperti penggunaan sabun cuci dengan air, hal itu berguna untuk mengangkat kotoran yang ada, mencuci dengan air yang hangat karena dengan adanya suhu yang tinggi dapat membuat tegangan permukaan menjadi lebih kecil, dan lain-lain.



VI. 



 







KESIMPULAN



Tegangan permukaan adalah kemampuan atau kecenderungan zat cair untuk selalu menuju ke luas permukaan yang lebih kecil atau usaha untuk membentuk luas permukaan yang baru. Faktor yang menyebabkan terjadinya tegangan permukaan adalah suhu, massa jenis, dan adanya zat terlarut. Nilai tegangan muka dengan metode tekanan maksimum sebesar : 1. Kedalaman 1cm (0,0579±0,0532)N/m 2. Kedalaman 2cm (0,2667±0,0532)N/m 3. Kedalaman 3cm (0,1856±0,0202)N/m 4. Kedalaman 4cm (0,1508±0,0202)N/m 5. Kedalaman 5cm (0,1508±0,0202)N/m Nilai tegangan muka dengan metode kenaikan pipa kapiler sebesar : 1. Kedalaman 1cm (0,5660±0,0099)N/m 2. Kedalaman 2cm (0,0515±1,715)N/m 3. Kedalaman 3cm (0,0566±0,0099)N/m 4. Kedalaman 4cm (0,0566±0,0099)N/m 5. Kedalaman 5cm (0,0395±0,0099)N/m



DAFTAR PUSTAKA [1]. https://www.academia.edu/28843168/Laporan_Praktik um_Farmasi_Fisika_Tegangan_Permukaan (diakses pada tanggal 17 Juni 2020 pada pukul 20.28 WIB) [2]. https://www.academia.edu/15750955/laporan_tegang an_permukaan (diakses pada tanggal 17 Juni 2020 pada pukul 21.11 WIB) [3]. http://download.garuda.ristekdikti.go.id/article.php? article=525331&val=10733&title=MENENTUKAN %20TEGANGAN%20PERMUKAAN%20ZAT %20CAIR (diakses pada tanggal 19 Juni 2020 pada pukul 13.17 WIB)