Jika Anda mempelajari ilmu fisika dasar, maka tentu sudah tidak asing lagi dengan satuan viskositas yang berkaitan dengan fluida. Viskositas umumnya dipelajari pada saat sekolah menengah atas atau di tingkat universitas pada jurusan tertentu.
Mempelajari tentang konsep viskositas memang cukup menantang bagi sebagian orang. Namun, dengan belajar bersungguh-sungguh, konsep ini akan dikuasai dengan mudah. Pada artikel ini akan dibahas lengkap mengenai konsep satuan dari viskositas atau kekentalan.
Konsep dan Pengertian Satuan Viskositas
Viskositas adalah salah satu sifat fisik suatu zat yang menggambarkan tingkat kekentalan atau kemampuan zat tersebut untuk mengalir. Satuannya digunakan untuk mengukur tingkat kekentalan tersebut dan merupakan komponen penting dalam dunia industri, sains, dan teknik.
Zat cair dengan viskositas rendah memiliki molekul yang saling meluncur dengan mudah, sehingga cairan dapat mengalir dengan cepat, seperti air. Sementara itu, zat cair dengan viskositas tinggi memiliki molekul yang saling melekat, sehingga menghambat pergerakannya.
Viskositas juga tergantung pada suhu. Pada umumnya, zat cair akan memiliki viskositas yang lebih rendah ketika suhu meningkat, sehingga cairan akan lebih mudah mengalir. Namun, beberapa zat juga dapat memiliki viskositas yang lebih tinggi pada suhu yang lebih tinggi.
Viskositas berperan penting dalam berbagai bidang, seperti industri makanan, minuman, minyak, dan farmasi. Pengukuran viskositas digunakan untuk mengendalikan kualitas produk, memahami karakteristik zat cair dalam proses produksi, serta merancang formula yang tepat.
Jenis-jenis Viskositas
Terdapat beberapa jenis viskositas yang umum dikenal dalam ilmu fluida. Berikut adalah beberapa jenis viskositas yang sering dibahas.
1. Viskositas Dinamis (η)
Viskositas dinamis adalah jenis viskositas yang paling umum dikenal dan diukur. Ini menggambarkan perlawanan internal yang dialami oleh fluida terhadap aliran. Satuan yang umum digunakan untuk viskositas dinamis adalah poise atau pascale detik (Pa·s).
2. Viskositas Kinematik (ν)
Viskositas kinematik adalah rasio viskositas dinamis terhadap densitas fluida. Ini memberikan ukuran seberapa cepat fluida mengalir dalam kondisi tertentu. Satuan yang umum digunakan untuk viskositas kinematik adalah meter persegi per detik (m²/s).
3. Viskositas Laminar dan Turbulensi
Viskositas laminar dan turbulen mengacu pada jenis aliran fluida. Aliran laminar terjadi ketika fluida mengalir dengan pola aliran yang teratur dan terorganisir, sedangkan aliran turbulen terjadi ketika fluida mengalir dengan pola yang kacau dan tidak teratur.
Satuan Viskositas Standar
Dalam menghitung besaran viskositas, Anda harus memahami konsep dan satuan dari viskositas dengan benar. Dalam Satuan Internasional (SI), Satuan besaran viskositas adalah sekon pascal (Pa.s) atau kg·m−1·s−1.
Selain satuan standar yang baku, satuan kekentalan cairan atau viskositas juga memiliki satuan non standar lainnya yang masih digunakan di beberapa negara. Misalnya, Negara Inggris menggunakan satuan Reyn sebagai satuan dari viskositas dinamis.
Jadi, Anda sudah tidak perlu bingung lagi mengenai satuan besaran viskositas atau kekentalan cairan. Sebab viskositas memang memiliki berbagai satuan baik yang standar maupun non standar yang hanya digunakan di beberapa negara.
Jenis-jenis Satuan dari Viskositas Non Standar
Viskositas memiliki berbagai satuan yang digunakan untuk beragam aplikasi yang berbeda, mulai dari fisika, kimia, biologi, dan teknik. Berikut adalah berbagai satuan viskositas yang umumnya digunakan.
1. Newtonian
Satuan kekentalan cairan yang paling umum digunakan adalah Pascal-sekon (Pa·s) atau kilogram per meter per detik (kg/(m·s)). Satuan ini mengukur viskositas zat cair yang mengikuti hukum Newtonian, di mana viskositasnya konstan terhadap perubahan kecepatan aliran.
Beberapa contoh zat yang mengikuti hukum Newtonian adalah air, minyak, dan banyak cairan industri. Dalam pembelajaran, satuan ini juga paling umum digunakan untuk menyelesaikan berbagai soal dan permasalahan di dalam ilmu fisika.
2. Engler
Satuan dari viskositas lainnya yaitu satuan Engler yang digunakan khusus untuk minyak bakar atau bahan bakar cair. Satuan ini dinamai dari Ernst Engler, seorang insinyur Jerman yang memperkenalkannya pada tahun 1884.
Viskositas Engler dinyatakan dalam derajat Engler (°E) dan diukur menggunakan alat Engler viscometer. Angka derajat Engler mengindikasikan waktu yang diperlukan untuk aliran 200 ml minyak bakar melalui pipa tertentu pada suhu 20 °C.
Satuan yang satu ini menyatakan bahwa semakin tinggi angka derajat Engler, semakin rendah viskositas minyak bakar. Sebaliknya, semakin rendah angka derajat Engler, maka akan semakin tinggi viskositas dari minyak bakar.
3. Saybolt Universal dan Saybolt Furol
Satuan viskositas Saybolt digunakan terutama di Amerika Serikat. Ada dua jenis satuan dalam viskositas Saybolt yang umum, yaitu Saybolt Universal Seconds (SUS) dan Saybolt Furol Seconds (SFS).
Keduanya mengukur viskositas zat cair pada suhu tertentu menggunakan alat viskometer Saybolt. Satuan dari viskositas Saybolt lebih umum digunakan dalam industri minyak dan gas untuk mengukur kekentalan minyak bumi, bahan bakar, dan cairan lainnya.
4. Centipoise
Satuan centipoise (cP) merupakan salah satu satuan kekentalan cairan sering digunakan dalam ilmu kimia dan biologi. Satuan ini dinyatakan dalam pecahan dari satu poise, yang mengukur viskositas cairan pada suhu 20 °C.
Centipoise digunakan untuk mengukur viskositas larutan, seperti cairan pendingin, minuman, atau larutan kimia dalam berbagai aplikasi industri. Satuan ini jarang digunakan dalam pembelajaran di sekolah.
5. Satuan Krebs Unit (KU)
Satuan viskositas Krebs Unit (KU) sering digunakan dalam industri cat dan pelapis. Pengukuran dilakukan menggunakan alat viskometer Krebs dan dinyatakan dalam satuan KU. Satuan ini mengukur viskositas relatif cat atau pelapis pada kecepatan rotasi tertentu.
Satuan ini menunjukan bahwa semakin tinggi angka KU, semakin tinggi kekentalan atau viskositasnya. Semakin rendah angka KU, maka semakin rendah pula tingkat kekentalan cairan atau viskositasnya.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Viskositas
Viskositas pada zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya sebagai berikut:
- Suhu fluida: kenaikan suhu pada fluida bisa menurunkan tingkat viskositas atau kekentalan cairan.
- Tekanan: adanya peningkatan tekanan akan meningkatkan tingkat kekentalan atau viskositas dalam cairan. Jika dalam air, viskositas akan berkurang jika terdapat tekanan. Sedangkan gas akan tetap sama.
- Kondisi aliran: viskositas cairan akan tetap konstan pada aliran laminar, sedangkan viskositas akan berubah untuk aliran turbulen.
- Aliran multifase: volume setiap fase akan mempengaruhi viskositas aliran multifase.
- Partikel tersuspensi: adanya bahan yang tersuspensi bisa meningkatkan viskositas pada cairan.
Rumus Viskositas
Dalam menghitung viskositas, Anda bisa menggunakan rumus dasar yang terdiri dari viskositas dinamis (mutlak) dan rumus viskositas kinematis.
1. Rumus Viskositas Dinamis
T = µ (dc / dy)
Keterangan:
T merupakan tegangan geser yang memiliki satuan N/m².
µ merupakan viskositas dinamis yang memiliki satuan Ns/m²
dc merupakan satuan kecepatan yang memiliki satuan (m/s)
dy merupakan satuan jarak antara satuan m.
2. Rumus Viskositas Kinematis
v = µ/ᵨ
v merupakan viskositas kinematis satuan yaitu m²/s
µ merupakan viskositas absolut yang memiliki satuan Ns/m2
ᵨ merupakan densitas satuan(kg/m3).
Satuan viskositas memiliki peran penting dalam berbagai bidang, seperti industri makanan, minuman, minyak, dan farmasi. Jadi, sangat penting untuk memahami konsep viskositas atau kekentalan cairan ini.
Pengukuran satuan kekentalan cairan digunakan untuk mengendalikan kualitas produk, memahami karakteristik aliran zat cair dalam proses produksi, serta merancang formulasi yang tepat untuk berbagai aplikasi.