milantikadyah

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

Oleh :

Kelompok 5

Kelas XI IPA 2

SMA NEGERI 3 KOTA TANGERANG

Tahun ajaran 2012/2013

JUDUL

Laporan praktikum tegangan permukaan zat cair.

TUJUAN

Mengetahui adanya tegangan permukaan pada zat cair

WAKTU PELAKSANAAN

Tempat : Jl. Bhayangkara komp. Perum. Pakujaya Permai A20/17

Hari/tanggal : Sabtu, 2 Maret 2013

Waktu : 10.00 s/d 15.00 WIB

LANDASAN TEORI

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. tegangan permukaan dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi antara molekul air.

Molekul cairan biasanya saling tarik menarik. Di bagian dalam cairan, setiap molekul cairan dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya; tetapi di permukaan cairan, hanya ada molekul-molekul cairan di samping dan di bawah. Di bagian atas tidak ada molekul cairan lainnya. Karena molekul cairan saling tarik menarik satu dengan lainnya, maka terdapat gaya total yang besarnya nol pada molekul yang berada di bagian dalam cairan. Sebaliknya, molekul cairan yang terletak dipermukaan 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. Fenomena ini kita kenal dengan istilah Tegangan Permukaan.

Untuk membantu menurunkan persamaan tegangan permukaan, mari tinjau sebuah kawat yang dibengkokkan membentuk huruf U. Sebuah kawat lain yang berbentuk lurus dikaitkan pada kedua kaki kawat U, di mana kawat lurus tersebut bisa digerakkan (lihat gambar di bawah).

Jika kawat ini dimasukan ke dalam larutan sabun, maka setelah dikeluarkan akan terbentuk lapisan air sabun pada permukaan kawat tersebut. Mirip seperti ketika bermain gelembung sabun. Karena kawat lurus bisa digerakkan dan massanya tidak terlalu besar, maka lapisan air sabun akan memberikan gaya tegangan permukaan pada kawat lurus sehingga kawat lurus bergerak ke atas(perhatikan arah panah). Untuk mempertahankan kawat lurus tidak bergerak (kawat berada dalam kesetimbangan), maka diperlukan gaya total yang arahnya ke bawah, di mana besarnya gaya total adalah F = w + T. Dalam kesetimbangan, F = gaya tegangan permukaan yang dikerjakan oleh lapisan air sabun pada kawat lurus.

Misalkan panjang kawat lurus adalah l. Karena lapisan air sabun yang menyentuh kawat lurus memiliki dua permukaan, maka gaya tegangan permukaan yang ditimbulkan oleh lapisan air sabun bekerja sepanjang 2l. Tegangan permukaan pada lapisan sabun merupakan perbandingan antara Gaya Tegangan Permukaan (F) dengan panjang permukaan di mana gaya bekerja (d). Untuk kasus ini, panjang permukaan adalah 2l. Secara matematis, ditulis :

Karena tegangan permukaan merupakan perbandingan antara Gaya tegangan permukaan dengan Satuanpanjang, maka satuan tegangan permukaan adalah Newton per meter (N/m) atau dyne per centimeter (dyn/cm).

1 dyn/cm = 10^-3 N/m = 1 mN/m

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.

Alternatif lainnya adalah menggunakan sabun. Pada suhu 20 ^oC, nilai Tegangan Permukaan air sabun adalah 25,00 mN/m. Pada 100 ^oC, nilai tegangan permukaan air panas = 58,90. Pada suhu 20 ^oC, nilai tegangan permukaan air sabun adalah 25,00 mN/m. Lebih menguntungkan pakai sabun… airnya juga tidak panas. Jangan heran kalau sabun sangat laris di pasar. Bukan cuma pakaian, tapi tubuh kita juga.

ALAT DAN BAHAN

« Silet

« Klip kertas

« Lilin plastisin

« Kelereng 3 buah

« Karton tebal

« Sabun batang

« Korek api

« Gula batu

« Lilin warna

« Detergen

« Saputangan putih 2 buah

« Alkohol

« Betadine

CARA KERJA
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.

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.

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.

Sihir 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.

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

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.

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.

HASIL PENGAMATAN

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 ( sihir 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
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.

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

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.

Sihir 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

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.

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.

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
1. 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.
2. 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.
3. Dengan menambah sabun ternyata akan memecah lapisan air dan membuat perahu melaju.
4. 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
5. Detergen memperkecil tegangan permukaan sehingga air yang tadinya tidak dapat membasahi lilin menjadi dapat membasahi lilin.
6. 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.
7. Alkohol dan betadine keduanya memiliki tegangan permukaan yang kecil, tetapi tegangan permukaan yang dimiliki alkohol lebih rendah dibandingkan betadine.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.slideshare.net/MasisukaOnara/fluida-statis-14467012

http://itatrie.blogspot.com/2012/10/laporan-kimia-fisika-penentuan-tegangan.html

Kanginan, Marthen. 2006. Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta: Erlangga.

milantikadyah

Life is like Chemical Reaction

Laporan Fisika “FLUIDA STATIS”

New~