BAB I Sifat - Sifat Fluida Full

Kurniatullah sirajudin

2008 085959394130

Sifat – Sifat Fluida

1 Created by Kurniatullah Sirajudin mail : [email protected]

E-

In The Name Of Allah The Most Gracious And The Most Merciful Sifat – Sifat Fluida Created by Kurniatullah Sirajudin

Email : [email protected]


E-

BAB I SIFAT – SIFAT FLUIDA 1.1

Pengertian Fluida Fluida adalah zat – zat yang berubah bentuk secara kontinyu atau terus menerus bila terkena tegangan geser, berapapun kecilnya tegangan geser itu. (Ł) Tegangan Geser (Ł)= F dimana F = Gaya geser A A = Luas Permukaan Fluida terdiri dari 2 macam yaitu ; zat cair dan zat gas –

Zat Cair (liquid) Zat Cair tidak mudah dimampatkan (Incompressible) F

Susahdim am patkan

–

Zat Gas Gas mudah dimampatkan (Compressible) F

1.1

Satuan Gaya, Massa, Panjang, dan Waktu Terdapat dua sistim satuan yang biasa dipakai 1. Sistim Internasional 2. Sistim British (digunakan di USA, Inggris) a. Satuan Internasional Gaya F N Newton Massa m Kg Kilogram Panjang (long) l m Meter Waktu (time) t s Second (detik) Sesuai dengan hukum newton II, tentang gerakan F=m.a a = percepatan = - m/s2 N = Kg. m/s2 jadi 1 N = 1 Kg m/s2 b. Satuan British (USA) 3 Created by Kurniatullah Sirajudin mail : [email protected]

E-

Gaya Massa Panjang Waktu

F

lb

Pound

m l t

Slug ft(foot) s

fett(kaki) Second (detik)

Jadi 1 lb = 1 Slug FtS-2 Tetapi ada pula yang menggunakan : Gaya (lb), massa (lbm), panjang (ft), dan waktu (s) sehingga diperlukan keseimbangan. dalam hukum newton: F:

M x ag

g : gaya grafotasi g = 32,174 fts-2 nilai g untuk sistem satuan Sistim Mass Panjan a g SI

Waktu

Gaya

g

Kg

m

S

N

1 Kgm/n2

British

Slug

Ft

S

Lb

1 sluf ft/lbs2

British

Lbm

Ft

S

Lb

32,174 lbm ft/lbs2

Metrik, Cgs

g

Cm

S

Dyn

19 cm/dyn.s2

Metrik, Mks

Kg

M

S

Kgf

9,81 kgm/kgfs2

Ba (m) tidak berubah dengan lokasinya, yang berubah adalah beratnya (W) sesuai dengan kecepatan grafitasinya (g) Jadi : W = m.g Contoh : 1. Suatu benda berat 1 lb pada g = 32,174 ft/s2 berat ____ benda pada g = 31,5 ft/s2 Jawab = m (massa) = Wg = 1032,174 jadi = W pada g = 31,5 ft/s2 4 Created by Kurniatullah Sirajudin mail : [email protected]

W = m.g E-

W = 1032,174 x 31,5 = 9, 79 lb 2. Suatu benda dengan massa (m) = 10 kg, hitunglah berat

benda bila g = 9,81m/s2 Jawab : W = m.g = 10 kg x 9,81 m/s2 = 98,1 kgm/s2 = 98,1 N 1.1

Viskositas Viskositas adalah kekentalan, viskositas sangat mempengaruhi sifat – sifat fluida. Contoh benda yang di viskos (kental) adalah madu, sirup, aspal cair. Sedangkan fluida yang viskositasnya kecil adalah air, alcohol, udara. Fluida yang viskositasnya kecil lebih mudah mengalir bila dibandingkan dengan fluida yang viskositasnya besar. Viskositas dengan gas meningkat dengan naik temperature, tetapi mudah cairan sebaliknya viskositas menurun gas, naiknya temperature akan terjadi perpindahan molekul – molekul yang padat, cair, naiknya temperature akan menutunkan kohesi. Efek viskositas pada gerakan F

A

y v

A = luas Plate (luas penampang) V = kecepatan plate atas, relative terhadap plate bawah Y = tebal lapisan cairan

F=txA

tegangan geser x luas permukaan

t x A =µ Vy .A

jadi : t = µ Vy .A

t = teggangan geser


E-

µ = viskositas mutlak (Viskositas Dinamik)

satuan µ

N.s/m2 atau kg/m.s2

yang lazim digunakan adalah poise (P) 1 Poise = 1 dyn.s cm2 Viskositas kinetic (ν ) ρ = density (rapat massa)

ν = µρ ν = m/s2, cm/s2

Satuan yang lazim digunakan adalah Stoke 1 stoke = 1 cm/s2

1.2

Keratapan volume jenis, berat jenis, gravitasi jenis, tekanan. a. Keratapan = massa jenis = rapat jenis = density Adalah perbandingan antara massa (m) dan volume (v) Density

ρ=

mV =Kgm3

Untuk air pada 760 mm Hg dan 4o C, ρ = 1000 kg/m3 = 1 ton/m3 b. Volume jenis atau volume spesifik (Vs) Adalah kebalikan dari density (ρ) , yaitu volume yang ditempati massa satuan fluida. Jadi : Vs = 1/ ρ atau V/m

m3/kg

c. Berat jenis akan spesifik ()

Adalah berat zat persatuan volume  = ρ.g = kg/m3 x m/s2 = N/m3 Berat spesifikasi akan berubah sesuai dengan lokasinya. Bila g diabaikan 6 Created by Kurniatullah Sirajudin mail : [email protected]

 = ρ........kg/m3 E-

d. Gravitasi jenis atau spesifik gravitasi (s) Adalah perbandingan antara berat spesifik fluida dengan spesifik air pada temperature 4o C dan volume yang sama. Jadi : s = berat spesifik fluida Berat spesifikasi air 4°C non dimensi 1.1

TEKANAN (press (p)) Adalah gay normal yang mendorong bidang datar dibagi dengan luas bidang itu.

Jadi ; P =

N m2 lb m2 lb ft2

F A

(Pascal) atau Pa (Psi) Pound Square Inchi (Pft) pound square foot

P = Kg Cm2 Untuk tekanan, bias dinyatakan dengan tinggi kolam fluida. P = γ .h h = tinggi kolam cairan (fluida) = N x mm3 = Nm2 (Pa) P = ρ.g.h

Kgm3 x ms2 m = Nm2

contoh soal : bila tekanan 1 atm dan di ukur dengan ekivalen ketinggian kolam air, hitung fungsi kolam air tersebut :

jawab : p = 1 atm = 105 N m3 ,ρ air = 1000 N m3 g = 9,81 m/s2 P = γ .h P = ρ.g.h h = PP.g h = 1000001000 x 9,81 h = 10,2 m jadi setiap ketinggian ± 10,2 m kolam air setara dengan 1 atm (1 kg/cm2).

10,2 m

diameter tidak mempengaruhi


E-

P = 1 atm

GAS SEMPURNA / GAS IDEAL Adalah gas yang daya ikat molekulnya dapat diabaikan. Rumus gas ideal

gas mampu mampat

a) Untuk satu satuan massa (m) P.vs = RT R = Konstan gas T = temperature mutlak (ok,or) vs = 1 ρ jadi P1= RT ρ P = ρ.RT b) Untuk massa P.V = m.R.T c) Untuk volume permole (vs) P.vs = MRT M = berat molekul d) Untuk n = jumlah mole, maka ; P.V = n.MRT R = RoM Ro = M.R = Konstanta Universal Mendapatkan Ro = MR adalah sebagai berikut : Gas, pada kondisi T = 273oK, ρ = 760 mm Hg, maka volume tiap Kg mole gas = 22,4 m3Kg mole Dari : P.vs = MRT MR = Ro = P.VsT Ro = 1 atm x 22,4 m3Kg mole273°K = 1,0132 x 105 N/m3 x 22,4m3 Kg mole273°K

= 8315 N.mKg Mole°K {JouleKg Mole°K} Contoh soal : Gas CO2 mempunyai tekanan 0,9 Mpa dan t = 20o Chitung density (rapat massa) ! Jawab : Gas CO2 M = 12 + 2 (16) = 44 R = RoM = 831544 = 189 Joule kg mole°k P = 0,9 MPa = 0,9 x 106 N/m2, T = 20 + 273 = 293o K P = .R.T P = ρR.T= 0,9 x 106189 x 293 = 16,27 Kg Kgcm2

1.1

Modulus Elastisitas Curahan (Compresilibilitas) 8 Created by Kurniatullah Sirajudin mail : [email protected]

E-

P dv V

Adalah kemampuan fluida untuk dimampatkan. Modulus elastisitas curahan K = dpv 1.2

1.3

Tekanan Uap Cairan menguap karena molekul melepaskan diri dari permukaan cairan. Tekanan uap tergantung dari temperatur, cairan, bila uap. Naik dan tekanan turun cenderung mudah menguap. Tegangan permukaan a b air

Concove

air raksa

convex (Cembung)

(cekung) Tegangan permukaan terjadi karena adanya kohesi antara molekul – molekul pada permukaan cairan.


E-

BAB I Sifat - Sifat Fluida Full

Recommend Documents