Jurnal Praktikum

Praktikum Tegangan Permukaan

Kelompok 6 Responsi

Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

Abstrak

"The surface tension is the tendency of liquid to the liquid surface tension, so that its surface as covered by a layer of elastic" (Kanginan, 2009). In addition, the surface tension is also interpreted as an ability or tendency of liquids to always go to a state that the smaller surface area that is flat or round like a ball or summarily defined as an attempt to form new surface area (Wavega, 2008). By the nature of the liquid is able to hold small objects on its surface. Like a razor blade, razor blade causing heavy liquid surface slightly curved downward razor where it is located. Zar arch extending surface liquid but a liquid with surface tension trying to maintain its surface area as small as possible. The surface tension of each solution is different and can be determined by experimenting.”

1.      Pendahuluan

Banyak fenomena-fenomena alam yang kurang kita perhatikan akan tetapi fenomena-fenomena tersebut mempunyai hubungan dengan adanya tegangan permukaan. Sering terlihat peristiwa-peristiwa alam yang tidak diperhatikan dengan teliti misalnya tetes-tetes zat cair pada pipa keran yang bukan suatu aliran, laba-laba air yang berada di atas permukaan air, mainan gelembung-gelembung sabun, pisau silet yang diletakkan perlahan-lahan di atas permukaan zat cair yang terapung, dan naiknya air pada pipa kapiler. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada permukaan zat cair atau pada batas antara zat cair dengan bahan lain.

Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang,sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastic. Partikel A dalam zat cair ditarik oleh gaya sama besar ke segala arah oleh partikel-partikel di dekatnya. Partikel B di permukaan zat cair hanya ditarik oleh partikel-partikel disamping dan dibawahnya,hingga pada permukaan zat cair terjadi tarikan ke bawah. Rumus tegangan permukaan

Ƴ = F/ d

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami prinsip percobaan tegangan permukaan dan menentukan besarnya nilai tegangan permukaan larutan. Dalam hal ini air, larutan garam dan larutan sabun.

1.      Metodologi

Alat dan Bahan

No.	Nama Alat dan Bahan	Jumlah	Fungsi
1.	Cincin Metal dengan ukuran : 60 mm, 30 mm, 20 mm	3 Buah	Sebagai objek yang dimasukkan ke dalam larutan
2.	Larutan Sabun, Garam, Air  Biasa	3 Buah	Sebagai media yang diukur nilai tegangan permukaan
3.	Gelas Beker	3 Buah	Tempat larutan.
4.	Laboratory Stand dan Statif	1 Buah	Mengatur posisi gelas beker dan Menggantungkan cincin metal dan dynamometer.
5.	Benang	1 helai	Menggantungkan cincin metal pada dynamometer.
6.	Dinamo Meter Presisi 0,1 N	1 Buah	Mengukur  besarnya gaya.

5

                       

Kondisi ruang praktikum

                                                   

suhu

dicatat

                                                              

tekanan

 

diameter

Cincin logam

                                                                            

diukur

keliling

 

Alat praktikum

                                                                             

 

Laboratory stand

                                                                             disusun sesuai gambar

 

Laboratory stand

                                                                             dinaikkan (cincin logam tercelup)

 

Gaya  tarik F pada dinamometer

                                                                             diturunkan

 

                                                                             

Percobaan 1

     dibaca        

Tegangan permukaan

                                                                              diulang 5 kali

Percobaan

                                                                             dihitung

 

                                                                              diulangi dengan larutan dan cincin berbeda

Pembahasan

Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untu menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis dan dapat menahan benda. Hal ini dikarenakan adanya gaya tarik menarik antara partikel zat cair (kohesi).

Dalam percobaan ini digunakan berbagai macam alat seperti cincin metal dengan tiga variasi diameter yaitu 60 mm, 30 mm, dan 20 mm yang berfungsi sebagai objek percobaan. Selain itu juga menggunakan 3 macam larutan yang berbeda yaitu air murni, air garam dan air sabun yang dimasukkan dalam gelas beker sebagai wadah. Larutan larutan tersebut berfungsi sebagai media yang nantinya akan di ukur nilai ketegangan permukaannya. Untuk mempermudah pencelupan cincin pada larutan secara perlahan, digunakan laboratory stand dan statif. Dan untuk mengukur besar gaya tarik larutan, digunakan dynamometer presisi 0,1 N atau 100 mN.

Percobaan diawali dengan mengukur kondisi ruangan yaitu pada tekanan 1 atm, dan suhu 25⁰C. Kemudian setelah alat- alat disusun dan meletakkan salah satu larutan (air) pada laboratory stand, dilakukan zeroing pada dynamometer yang sudah terpasang cincin (diameter 0,06 m) dan digantung pada statif sehingga berada tepat di atas larutan. Zeroing dilakukan agar massa cicin dapat diabaikan. Setelah itu, tuas pada laboratory stand diputar ke kanan untuk menaikkan posisi larutan hingga cincin dapat menyentuh larutan dan tercelup di dalamnya. Setelah cincin benar-benar tercelup air seluruhnya, tuas diputar ke kiri perlahan hingga posisi larutan merendah dan membuat cincin perlahan terangkat ke permukaan. Gaya tarik oleh larutan dapat diamati pada dynamometer. Percobaan yang sama dilakukan sebanyak lima kali secara berturut turut untuk memperkecil nilai kesalahan. Kemudian percobaan kembali dilakukan dengan mengganti cincin berdiameter berbeda pada setiap larutan dan masing masing juga diulang hingga lima kali.

Dari percobaan ini, dapat diperoleh data berupa nilai gaya tarik larutan dan keliling cincin sehingga dapat diolah dalam rumus:

dimana,           g = tegangan permukaan (N/m)

                        F = gaya (Newton)

                        L = panjang permukaan selaput fluida (m)

Namun karena yang digunakan adalah cincin, maka panjang permukaan selaput fluida adalah dua kali keliling cincin yaitu keliling luar dan keliling dalam yang dianggap sama. Sehingga rumus dapat diturunkan sebagai berikut.

Dari rumus tersebut, dapat dilihat bahwa besar gaya tarik zat cair sebanding dengan panjang permukaan selaput fluida. Semakin besar nilai panjang permukaan selaput fluida, maka semakin besar pula gaya tarik zat cair yang terjadi. Besar gaya tarik masing-masing larutan pada cincin dengan diameter yang berbeda adalah sebagai berikut:

            Data di atas dapat diolah untuk menentukan besar tegangan permukaan masing masing larutan. Nilai tegangan permukaan yang mendekati nilai sebenarnya dapat dicari dengan mencari nilai rata-rata dari lima kali percobaan pada masing-masing larutan dan diameter cincin. Sehingga dapat diketahui nilai tegangan masing-masing larutan adalah:

Air murni         : 0,051 N/m

Larutan garam : 0,044 N/m

Larutan sabun : 0,033 N/m

Nilai tegangan permukaan tiap larutan adalah suatu tetapan. Hal ini dipengaruhi oleh luas permukaan selaput fluida. Semakin besar luas permukaan fluida, maka semakin besar pula nilai tegangan permukaan larutan. Selain itu, besar tegangan permukaan juga dipengaruhi oleh sifat larutan itu sendiri yaitu ukuran partikel dan jarak antar partikelnya. Hal ini tergantung banyaknya zat terlarut dalam suatu larutan dan bukan tergantung pada volume larutan. Larutan yang pekat (zat terlarut banyak) akan memiliki ukuran partikel yang besar dan jarak antar partikel yang relative kecil sehingga tegangan permukaannya pun akan kecil. Dalam hal ini, sabunlah yang memiliki nilai tegangan permukaan yang paling keci. Kemudian tegangan permukaan yang lebih besar adalah larutan garam dan yang paling besar adalah air murni.

Percobaan yang diulang hingga lima kali bertujuan untuk memperkecil kesalahan yang terjadi pada saat percobaan berlangsung. Dengan mencari nilai rata-rata tiap data, dapat dicari nilai ketidakpastian yang dapat memperkecil kesalahan hasil pengukuran. Analisa kesalahan relative suatu pengukuran dapat ditentukan dengan mencari nilai persen dari perbandingan antara nilai ketidakpastian dengan nilai rata-rata.

Secara umum, kesalahan yang dilakukan pada saat percobaan dan pengolahan data yang kemudian mempengaruhi nilai akhir perhitungan antara lain:

1.      Kesalahan melihat skala ketika melakukan zeroing

2.      Kesalahan paralaks, yaitu mata pengamat yang tidak tegak lurus dengan skala sehingga nilai skala yang terbaca berbeda dengan nilai sebenarnya.

3.      Kurang focus dalam mengamati.

4.      Kondisi cincin yang kurang tercelup sempurna

5.      Kesalahan ketika memasukkan dan mengolah data.

Namun kesalahan tersebut dapat diperkecil dengan melakukan pengulangan percobaan yang telah dijelaskan di awal.

Penutup

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip percobaan tegangan permukaan adalah dengan memanfaatkan gaya kohesi yang dimiliki setioap larutan sehingga terjadi suatu penegangan larutan dan dapat dihitung nilai tegangan permukaan tiap larutan. Antara lain

Air Murni                    : 0,051 N/m

Larutan Garam            : 0,044 N/m

Larutan Sabun             : 0,033 N/m

Sangat dianjurkan kepada praktikan untuk:

1.      Mengamati fenomena-fenomena tegangan permukaan

2.      Menguasai hal-hal yang berkaitan dengan tegangan permukaan.

3.      Lebih berhati-hati dalam melakukan percobaan

Referensi:

Agnes. 2011. Tegangan Permukaan. http://agnes.blogspot.com/2011/03/tegangan _permukaan.htm// diakses tanggal 25 Nopember 2011.

Fuad, Ahmad. 2004. Ringkasan Fisika SMA. Surabaya: Kawan pustaka

Prastawa, Panca. 2009. Ikhtisar Fisika dan Kimia SMA. Yogyakarta: Power books

Ryan .2010. Tegangan Permukaan.

http://ryanpharmasy.blogspot.com/2010/11/tegangan_permukaan_htm diakses tanggal 25 Nopember 2011

Balon Sabun, Aplikasi Tegangan Permukaan

Nama              : Ratna Dwi Sejati

NIM                : M0211063

Kelompok      : 6

Balon Sabun, Aplikasi Tegangan Permukaan

Pengertian

“Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis” (Kanginan, 2006). Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air. Molekul cairan biasanya saling tarik-menarik. Karena molekul cairan tarik-menarik satu dengan yang lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang terletak di permukaan ditarik oleh molekul cairan yang berada di samping dan bawahnya. Akibatnya, pada permukaan cairan terdapat gaya total yang berarah ke bawah. Karena adanya gaya total yang arahnya ke bawah, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis (Wavega, 2009). Dengan sifat tersebut zat cair mampu untuk menahan benda-benda kecil di permukaannya. Seperti diaplikasikan pada balon sabun untuk mainan anak-anak, balon sabun itu sendiri berbentuk bulat karena dipengaruhi oleh tegangan permukaan yang ada pada cairan air sabun tersebut.

Penerapan Konsep Tegangan Permukaan dalam Kehidupan Sehari-hari

“Tegangan permukaan air berhubungan dengan kemampuan air untuk membasahi benda. Makin kecil tegangan permukaan air, makin baik kemampuan air untuk membasahi benda, dan ini berarti kotoran-kotoran pada benda lebih mudah larut dalam air” (Kanginan, 2006). Balon sabun adalah film tipis dari air sabun dengan permukaan warna-warni. Balon sabun biasanya cuma berusia beberapa detik kemudian buyar sendiri atau karena menyentuh benda lain. Sering digunakan untuk permainan anak-anak atau pertunjukan seni. Kulit balon sabun terdiri dari lapisan tipis air yang terjebak di antara dua lapisan molekul, biasanya sabun. Balon sabun terbentuk karena permukaan cairan (biasanya air) memiliki tegangan permukaan, yang menyebabkan lapisan itu elastis. Namun balon yang dibentuk dari cairan saja tidak stabil seperti sabun harus dilarutkan di dalamnya untuk membuat balon stabil. Balon sabun yang ditiupkan di udara dengan suhu dibawah −25 °C, balon akan membeku di udara dan dapat pecah ketika jatuh ke tanah. Gelembung atau balon sabun berbentuk bulat karena dipengaruhi oleh adanya tegangan permukaan. Gelembung sabun memiliki dua selaput tipis pada permukaannya dan diantara kedua selaput tipis tersebut terdapat lapisan air tipis. Adanya tegangan permukaan menyebabkan selaput berkontraksi dan cenderung memperkecil luas permukaannya. Ketika selaput air sabun berkontraksi dan berusaha memperkecil luas permukaannya, timbul perbedaan tekanan udara di bagian luar selaput (tekanan atmosfir) dan tekanan udara di bagian dalam selaput. Tekanan udara yang berada di luar selaput turut mendorong selaput air sabun ketika ia melakukan kontraksi, karena tekanan udara di bagian dalam selaput lebih kecil. Setelah selaput berkontraksi, maka udara di dalamnya (udara yang terperangkap di antara dua selaput) ikut tertekan, sehingga menaikkan tekanan udara di dalam selaput sampai tidak terjadi kontraksi lagi. Dengan kata lain, ketika tidak terjadi kontransi lagi, besarnya tekanan udara di antara dua selaput sama dengan jumlah tekanan atmosfir dengan gaya tegangan permukaan yang mengerutkan selaput.

            Tegangan permukaan zat cair merupakan kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang, sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Dan aplikasinya dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari yakni pada balon sabun yang digunakan dalam permainan anak-anak dan juga pada pertunjukan seni. Balon sabun terbentuk karena permukaan cairan memiliki tegangan permukaan yang menyebabkan lapisan itu elastis. Terdiri dari dua lapisan tipis yang salah satunya adalah lapisan air tipis. Berbentuk bulat karena adanya tegangan permukaan yang menyebabkan selaput berkontraksi dan cenderung memperkecil luas permukaannya. Aplikasi tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari sangat beragam, dan salah satunya yakni pada balon sabun mainan ini.

Daftar Pustaka

Kanginan, M. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 2. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Wavega. 2009. Tegangan Permukaan (Online). http://wavega.wordpress.com

diakses 13 Desember 2011

I love Photograph :)

Pesona Potretmu

Letih terlihat diwajah yang tua itu

Tertidur pulas dalam alunan gelap malam

Dibalik senyummu teduhkanku

Terbayang potret kala engkau masih muda

Ajarkan semua kata cinta dalam hidup

Kekuatan cintamu nyata pulihkan jiwaku

Yang kadang goyah

Pesonamu masih jelas kurasa hingga kini

Menemani hingga ku dewasa

Derai airmata dan pengorbananmu takkan terganti

Terimakasih AYAH

Waktu cepat bergulir sisakan banyak kisah

DIA yang engkau cinta telah lama meninggalkan dirimu sendiri

Namun tetap kau berdiri tegar

Pada dunia

Sosok yang tangguh dan tiada duanya tersenyum dikala pahitnya hidup

Dialah AYAHKU…….