2. Beberapa topik tegangan permukaan
Fenomena permukaan sangat mempengaruhi :
Penetrasi melalui membran biologis
Dalam pembuatan bahan pangan dengan sistem dispersi
(suspensi, emulsi, koloid) dan stabilisasinya
Kimia Fisik Pangan
Enkapsulasi
3. Tegangan Permukaan
Gaya tarik molekul sejenis (kohesif)
Gaya tarik antar molekul berlainan jenis
(adhesif) di permukaan Tegangan
Permukaan
4. ANTARMUKA CAIRAN/TEGANGAN PERMUKAAN
Tegangan permukaan (surface tension):
yaitu gaya per satuan panjang yang harus
diberikan sejajar pada permukaan untuk
mengimbangi tarikan ke dalam.
5. Tegangan antarmuka (interfacial tension):
yaitu gaya per satuan panjang yang
terdapat pada antarmuka 2 fase
cair yang tidak bercampur.
6. Fenomena Permukaan
Molekul-molekul di permukaan
mengalami gaya tarik antar mole-
kular di sekitarnya baik dengan
sesama molekul (kohesif) mau-
pun dengan molekul-molekul lain
di atasnya (adhesif)
Molekul-molekul di bagian
bawah mengalami gaya tarik
dengan kekuatan yang sama
ke segala arah oleh sesama
molekul
7. Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan ( ) dapat di-gambarkanɣ
seperti seseorang yang mengangkat beban dari
samping lembah menggunakan tali dengan
menariknya secara horisontal.
Sehingga didefinisikan sebagai :
Gaya per satuan panjang yang be-kerja sejajar
dengan permukaan untuk mengimbangi gaya
kohesi dari molekul dalam cairan terhadap
mole-kul di permukaan cairan.
γ
F
L
F
γ =
9. Contoh soal :
Suatu sampel kloroform naik 3,67 cm pada 200
C dalam suatu
tabung kapiler dengan jari-jari dalam 0,01 cm. Berapa
tegangan muka kloroform pada suhu tersebut? Kerapatan
kloroform adalah 1,476 g/cm3
.
10. Viskosita
s
Ukuran kekentalan zat cair atau gesekan dalam zat cair
disebut viskositas.
Gaya gesek dalam zat cair tergantung pada koefisien
viskositas, kecepatan relatif benda terhadap zat cair, serta
ukuran dan bentuk geometris benda. Untuk benda yang
berbentuk bola dengan jari-jari r, gaya gesek zat cair
dirumuskan:
MANA YANG LEBIH CEPAT JATUH
KELERENG YANG DIJATUHKAN DI AIR
ATAU OLI?
HUKUM
STOKES
11. Kecepatan
Terminal
Jika sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam
sebuah fluida kental, kecepatannya makin
membesar sampai mencapai kecepatan maksimum
yang tetap. Kecepatan ini di namakan kecepatan
terminal
Pada gambar bekerja gaya, dan
kecepatan terminal dicapai
apabila :
W – F – Fs = 0
Untuk benda berbentuk bola,
kecepatan terminal dirumuskan
sebagai
15. JENIS ALIRAN
• Aliran Laminer
• Setiap partikel bergerak dalam satu arah horisontal sehingga terjadi
lapisan-lapisan fluida dengan kecepatan berbeda
• Distribusi kecepatan tidak merata dan kuadratis
• Bila pada aliran laminer disemprotkan cairan berwarna, maka cairan
tadi akan bergerak horisontal searah dengan aliran
• Aliran laminer terjadi bila :
• Viskositas cairan tinggi
• Kecepatan aliran rendah
• Luas penampang pipa kecil
16. • Aliran Turbulen
• Ada partkel-partikel yang bergerak ke arah lain sehingga tidak ada
lagi lapisan-lapisan dengan kecepatan berbeda
• Bila pada aliran turbulen disemprotkan cairan berwarna, maka
cairan tersebut selain bergerak searah aliran juga ada yang
bergerak ke arah radial sehingga akan memenuhi seluruh
penampang pipa
• Distribusi kecepatan lebih homogen
• Aliran turbulen terjadi bila :
• Viskositas cairan rendah
• Kecepatan aliran tinggi
• Luas penampang pipa besar
17. Distribusi kecepatan pada aliran laminer
• Kuadratis dengan persamaan :
−=
2
or
r
1u2)r(U
r = Jarak dari sumbu pipa
ro = Jari-jari pipa
U = Kecepatan pada setiap posisi
u = Kecepatan rata-rata
18. BILANGAN REYNOLD NR
• Tergantung pada rapat massa, viskositas, diameter dan kecepatan
• Merupakan bilangan tak berdimensi
• Menentukan jenis aliran
• Bila NR < 2000 aliran laminer
• Bila NR> 4000 aliran turbulen
• bila 2000 < NR< 4000 aliran transisi/daerah kritis (critical zone)
=
sm
kg
m
s
m
m
kg
VD
NR
.
3
µ
ρ
19. Contoh Soal No. 1
Bila sepanjang pipa berdiameter 150 mm mengalir gliserin pada 25 o
C
dengan kecepatan 3,6 m/s tentukan apakah jenis alirannya laminer atau
turbulen
2000708N
708
96,0
)150,0)(6,3)(1258(
VD
N
s.Pa10x60,9
m
kg
1258
R
R
1
3
<=
=
=
µ
ρ
=
=µ
=ρ
−
Jenis aliran
laminer
Jawab :
