Definisi
Definisi dari tegangan permukaan (wikipedia):
Tegangan
Permukaan merupakan gaya yang diakibatkan oleh suatu benda yang bekerja
pada permukaan zat cair sepanjang permukaan yang menyentuh benda itu. -
See more at:
http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/tegangan-permukaan-dan-kapilaritas.html#sthash.QoC2Dndn.dpuf
Tegangan permukaan adalah gaya yang diakibatkan oleh suatu benda yang
bekerja pada permukaan
zat cair sepanjang permukaan yang menyentuh benda
itu.
Apabila F = gaya (newton) dan L = panjang (m), maka
tegangan-permukaan, S dapat ditulis sebagai S = F/L.
Adanya tegangan permukaan menyebabkan permukaan cairan seperti
ditutupi oleh hamparan selaput yang elastis, sehingga mampu menahan
suatu benda dalam kondisi tertentu untuk terapung. Selain itu, akibat
adanya tegangan permukaan zat cair selalu berusaha untuk menyusut atau
mendapatkan luas permukaan terkecil karena bentuk ini dianggap mempunyai
energi yang paling rendah (paling stabil). Bentuk yang paling memenuhi
keadaan ini adalah bentuk bola (sphere). Sifat cenderung untuk
memperkecil luas permukaan inilah yang menyebabkan tetesan-tetesan
cairan berbentuk bulat
Ada banyak sekali contoh kasus tegangan permukaan yang dapat kita temukan sehari hari antara lain:
- Seekor semut, laba laba dan serangga kecil lainnya dapat berjalan di atas air. Bayangkan jika ia berhasil berjalan di atas perangkap semut yang telah diisi air untuk mendapatkan makanan yang disukainya, makanan tersebut akan dibawa ke dalam sarangnya. jadi bagaimana caranya kita mencegah semut agar tidak dapat berjalan di atas permukaan air? caranya cukup dengan memperkecil tegangan permukaan.
- Daun teratai dan dan daun talas adalah salah satu daun yang relatif sulit dibasahi oleh air. Air yang berada di atas daun ini akan berbentuk bulat.
Tegangan
permukaan berhubungan dengan peristiwa yang disebut kohesi (gaya tarik
menarik antara molekul sejenis) dan adhesi (gaya tarik menarik antara
molekul tidak sejenis). - See more at:
http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/tegangan-permukaan-dan-kapilaritas.html#sthash.QoC2Dndn.dpuf
Faktor- Faktor Yang Mempengaruhi Tegangan Permukaan
a. Jenis cairan
Besarnya tegangan permukaan cairan bergantung pada gaya tarik antara molekul- molekulnya. Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar, seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil, maka tegangan permukaannya juga kecil.
b. Suhu
Tegangan permukaan cairan turun bila suhu naik, karena dengan bertambahnya suhu molekul- molekul cairan bergerak lebih cepat dan pengaruh interaksi antara molekul berkurang sehingga tegangan permukaannya menurun.
c. Adanya zat terlarut
Adanya zat terlarut pada cairan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan permukaan. Untuk air adanya elektrolit anorganik dan non elektrolit tertentu seperti sukrosa dan gliserin menaikkan tegangan permukaan. Sedangkan adanya zat- zat seperti surfaktan dan alkohol adalah efektif dalam menurunkan tegangan permukaan
Contoh Penyelesaian Kasus Tegangan Permukaan zat cair
Tegangan permukaan juga bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya mencuci. Agar pakaian yang kita cuci benar-benar bersih maka air harus melewati celah yang sangat sempit pada serat pakaian. Untuk itu diperlukan penambahan luas permukaan air. Hal ini sangat sukar dilakukan karena adanya tegangan permukaan. Sehingga nilai tegangan permukaan air harus diturunkan dahulu. Kita bisa menurunkan tegangan permukaan dengan cara menggunakan air panas. Makin tinggi suhu air, maka baik karena semakin tinggi suhu air, semakin kecil tegangan permukaan.
Beberapa percobaan tegangan permukaan
Percobaan 1 Praktikum klip kertas dan silet
- Isi sebuah gelas dengan air sampai penuh
- Dengan hati-hati letakkan klip di permukaan air sehingga saat diletakkan, klip akan mengapung di permukaan air
- Ulangi eksperimen ini dengan cara mengganti klip kertas dengan silet.
- Dengan keadaan klip mengapung, tambahkan sedikit larutan detergen atau larutan sabun ke dalam air. Maka klip segera tenggelam.
- Ulangi eksperimen ini dengan cara mengganti klip kertas dengan silet.
Percobaan 2 Plastisin dan kelereng
- Bentuklah plastisin menyerupai perahu, seperti pada gambar dibawah ini.
- Dengan hati-hati letakkan perahu plastisin di permukaan air sehingga saat diletakkan, perahu akan mengapung di permukaan air
- Letakkan 3 buah kelereng secara bersamaan di atas perahu
- Amati perubahan yang terjadi. Apakah perahu akan tenggelam atau tidak.
Percobaan 3 Perahu karton dan sabun
- Guntinglah karton seperti gambar di bawah ini.
- Dengan hati-hati letakkan karton di permukaan air sehingga saat diletakkan, karton akan mengapung di permukaan air
- Letakkan potongan sabun di bagian belakang karton
- Amati apa yang terjadi.
Percobaan 4 Pola korek api
- Susun korek api secara melingkar diatas permukaan air.
- Masukkan gula batu di tengah tengah korek api
- Amati perubahan yang terjadi.
- Ambil gula batu dan ganti dengan sabun, amati apa yang terjadi.
Percobaan 5 Lilin, air biasa, dan larutan detergen
- Siapkan lilin batang berwarna lalu tetesi dengan air di salah satu ujungnya
- Lalu tetesi larutan detergen di ujung yang lain
- Amati perubahan yang ditimbulkan
Percobaan 6 Saputangan, air biasa, air panas
- Siapkan 2 buah saputangan putih yang sudah dikotori dengan noda
- Siapkan 2 buah wadah, wadah pertama diisi dengan air biasa yang telah dicampur dengan detergen.
- Wadah kedua, diisi dengan air hangat yang telah di campur dengan detergen.
- Masukkan masing-masing saputangan ke dalam masing-masing wadah.
- Diamkan selama 10 menit.
- Setelah 10 menit, angkat saputangan dan lihat perubahan yang terjadi.
Percobaan 7 Antiseptik
- Tusukkan jarum pada jari hingga mengeluarkan darah.
- Tetesi dengan betadine dan amati perubahan yang terjadi.
- Lakukan hal yang sama pada jari kedua dan teteskan dengan alkohol. Amati perubahan yang terjadi.
Pengamatan Hasil Percobaan
Percobaan 1 ( klip kertaas dan silet )
- Pada percobaan ini, klip kertas dan silet dapat mengapung dipermukaan air setelah diletakkan secara perlahan-lahan.
Percobaan 2 ( plastisin dan kelereng )
- Pada percobaan ini, perahu plastisin yang diisi kelereng dapat mengapung di permukaan air apabila sisi perahu bagian depan, belakang, samping kiri dan kanan dibuat lebih tinggi dari permukaan air.
Percobaan 3 ( perahu karton dan sabun )
- Pada percobaan ini, perahu karton dapat terdorong ke depan setelah diletakkan potongan sabun dibelakangnya.
Percobaan 4 ( pola korek api )
- Pada percobaan ini, korek api yang diletakkan disekeliling sabun, bergerak menjauhi sabun.
- Pada percobaan ini, korek api yang diletakkan disekeliling gula batu, bergerak men-dekati gula batu.
Percobaan 5 ( lilin, air biasa, dan detergen )
- Pada percobaan ini, air biasa yang di teteskan diatas lilin, tidak membasahi lilin dan bentuk butirannya tidak banyak berubah sedangkan larutan detergen yang di teteskan di atas lilin tampak membasahi lilin dan butir airnya menyebar.
Percobaan 6 ( saputangan, air biasa dan air panas )
- Pada percobaan ini, sebelum direndam ke dalam air biasa dan air panas, terlihat kedua saputangan tampak kotor.
- Setelah direndam di dalam air panas, sapu tangan yang semula kotor tampak lebih bersih dibandingkan sapu-tangan yang direndam di dalam air biasa.
Percobaan 7 ( antiseptik )
- Pada percobaan ini , luka yang diteteskan alkohol, darahnya menyebar dengan cepat.
- Pada percobaan ini , luka yang diteteskan betadine, darahnya menyebar agak lama.
Pembahasan Hasil Percobaan
Percobaan 1 Praktikum klip kertas dan silet
Klip kertas dan silet dapat mengapung di permukaan air karena adanya tegangan permukaan air. Silet dan klip kertas yang diletakkan dengan sangat hati-hati di permukaan air tidak akan tenggelam karena molekul-molekul air yang terletak di permukaan agak ditekan oleh gaya berat klip tersebut, sehingga molekul-molekul air yang terletak di bawah memberikan gaya pemulih ke atas untuk menopang klip tersebut, selain itu silet dan klip kertas tidak cukup kuat untuk merobek tegangan permukaan air.
Ketika diberi detergen klip kertas dan silet akan tenggelam karena larutan detergen tersebut menurunkan tegangan permukaan air. Sebagai hasilnya, berat klip kertas dan silet tidak dapat lagi ditopang oleh tegangan permukaan air sehingga klip kertas dan silet segera tenggelam.
Percobaan 2 Plastisin dan kelereng
Kelereng tidak tenggelam karena dialasi oleh plastisin yang massa jenisnya lebih kecil dibandingkan massa jenis air. Badan perahu yang terbuat dari plastisin dibuat berongga. Ini menyebabkan volume air yang dipindahkan oleh perahu menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan volume air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar. Gaya apung ini mampu mengatasi berat total perahu dan kelereng sehingga perahu mengapung dipermukaan air
Percobaan 3 Perahu karton dan sabun
Adanya gaya kohesi antar molekul air khusus nya dibagian permukaan membuat sebuah lapisan tipis dan fleksibel yang disebut tegangan permukaan. Dengan menambahkan sabun ternyata akan memecah lapisan air sehingga membuat perahu melaju.
Percobaan 4 Pola korek api
Pada saat gula batu diletakkan ditengah-tengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menuju ke gula batu tersebut (mengumpul). Pada saat gula batu berada di tengah wadah, gula batu menyerap sejumlah air. Suatu arus kecil mengalir menuju gula batu sambil menarik batang-batang korek api.
Pada saat sabun diletakkan di tengah- tengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menjauhi sabun tersebut (menyebar). Pada saat sabun berada di tengah wadah, tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil, dan tegangan permukaan air disekitar tepi wadah menarik batang-batang korek api menjauh dari irisan sabun.
Gula batu memperbesar tegangan permukaan air sehingga batang- batang korek api tertarik oleh gula batu Sabun memperkecil tegangan permukaan air sehingga batang korek api menjauhi sabun
Percobaan 5 Lilin, air biasa, dan larutan detergen
Air biasa tidak membasahi lilin dan bentuk butiran nya tidak banyak berubah. Akan tetapi, tetes air yang mengandung detergen membasahi lilin dan butir air menyebar. Tampak bahwa detergen memperkecil tegangan permukaan sehingga air mampu membasahi lilin.
Percobaan 6 Saputangan, air biasa, air panas
Tegangan permukaan air berhubungan dengan suhu. Semakin tinggi suhu air, semakin kecil tegangan permukaan air, dan ini berarti makin baik kemampuan air untuk membasahi benda. Karena itu mencuci dengan air panas menyebabkan kotoran pada pakaian lebih mudah larut dan saputangan menjadi lebih bersih.
Percobaan 7 Antiseptik
Alkohol dan betadine memiliki tegangan permukaan yang kecil sehingga alkohol dan betadine dapat membasahi luka. Karena alkohol memiliki tegangan permukaan yang lebih rendah daripada betadine, luka yang ditetesi alkohol darahnya menyebar lebih cepat daripada luka yang ditetesi betadine.
Kesimpulan Hasil Percobaan
- Massa jenis jarum dan silet lebih besar daripada massa jenis air, tetapi jarum dan silet dapat terapung hal ini disebabkan karena diatas permukaan air terdapat gaya gaya pada molekul-molekul air yang membentuk suatu lapisan atau membran elastis yang menegang.
- Jika dijelaskan berdasarkan konsep massa jenis, massa jenis rata-rata perahu plastisin dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada massa jenis air. Itulah sebabnya perahu mengapung. Dengan menambah sabun ternyata akan memecah lapisan air dan membuat perahu melaju.
- Gula batu memperbesar tegangan permukaan air sehingga batang- batang korek api tertarik olh gula batu Sabun memperkecil tegangan permukaan air sehingga batang korek api menjauhi sabun
- Detergen memperkecil tegangan permukaan sehingga air yang tadinya tidak dapat membasahi lilin menjadi dapat membasahi lilin.
- Tegangan permukaan air berhubungan dengan suhu. Semakin tinggi suhu air, semakin kecil tegangan permukaan air, dan ini berarti makin baik kemampuan air untuk membasahi benda.
- Alkohol dan betadine keduanya memiliki tegangan permukaan yang kecil, tetapi tegangan permukaan yang dimiliki alkohol lebih rendah dibandingkan betadine.
Tegangan permukaan berhubungan dengan peristiwa yang disebut kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis) dan adhesi (gaya tarik menarik antara molekul tidak sejenis). Bila cairan tersebut memiliki adhesi yang lebih besar daripada kohesi, makaakan terbentuk permukaan cekung, seperti permukaan air dalam wadah gelas.
Sementara kebalikan dari contoh tersebut adalah air raksa dimana permukaan air berbentuk cembung.
Tegangan
permukaan berhubungan dengan peristiwa yang disebut kohesi (gaya tarik
menarik antara molekul sejenis) dan adhesi (gaya tarik menarik antara
molekul tidak sejenis). - See more at:
http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/tegangan-permukaan-dan-kapilaritas.html#sthash.QoC2Dndn.dpuf
Tegangan
permukaan berhubungan dengan peristiwa yang disebut kohesi (gaya tarik
menarik antara molekul sejenis) dan adhesi (gaya tarik menarik antara
molekul tidak sejenis). - See more at:
http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/tegangan-permukaan-dan-kapilaritas.html#sthash.QoC2Dndn.dpuf
Tegangan
permukaan berhubungan dengan peristiwa yang disebut kohesi (gaya tarik
menarik antara molekul sejenis) dan adhesi (gaya tarik menarik antara
molekul tidak sejenis). - See more at:
http://phisiceducation09.blogspot.com/2013/04/tegangan-permukaan-dan-kapilaritas.html#sthash.QoC2Dndn.dpuf
Sumber:
wikipedia
Tidak ada komentar:
Posting Komentar