Viskositas Adalah: Pengertian, Jenis, Rumus Serta Penerapannya

Kekentalan atau lebih dengan istilah viskositas adalah salah satu konsep dalam bidang ilmu fisika yang cukup menarik. Konsep ini bisa menjelaskan kenapa terdapat perbedaan sifat pada beberapa fluida yang kita kenal sehari-hari.

Contohnya saja antara air dengan kecap. Menuangkan air ke dalam gelas sangat mudah dilakukan. Tapi menuangkan kecap, apalagi yang hampir habis membutuhkan kesabaran lebih besar.

Kenapa hal itu terjadi? Dan apa yang sebenarnya yang disebut dengan viskositas? Daripada bertele-tele, yuk kita simak pengertiannya dulu di bawah ini.

Menurut Para Ahli, Viskositas Adalah

ilustrasi viskositas adalah
Ilustrasi viskositas alias kekentalan

Berikut definisi viskositas berdasarkan penuturan para ahli fisika:

  1. Leblanc, Secco, dan Kostic. Viskositas adalah friksi internal pada sebuah fluida.
  2. Hananto. Kekentalan merupakan sifat penting suatu cairan yang pengukurannya bisa dilakukan secara mekanik ataupun manual.
  3. Symon. Viskositas adalah suatu nilai fluida yang diukur berdasarkan resistansinya terdeformasi pada rentang tertentu. Khusus untuk cairan, konsep ini umum disebut sebagai kekentalan dalam bahasa awam.
  4. Tucker. Pengertian viskositas ialah hasil pengukuran atas resistensi fluida untuk mengalir. Resistansi tersebut menggambarkan friksi internal dari fluida yang bergerak.
  5. Ensiklopedia Britannica. Viskositas artinya resistensi cairan atau gas untuk berubah bentuk atau bergerak. Lawan dari konsep ini adalah fluiditas.

Dari beberapa definisi di atas, bisa dikatakan bahwa viskositas adalah suatu nilai yang menggambarkan resistansi suatu fluida untuk berubah bentuk ataupun bergerak. Resistensi tersebut terkait dengan friksi internal fluida terkait. Friksi internal sendiri merupakan suatu gaya yang mencegah pergerakan partikel-partikel dari sebuah materi.

Jenis-Jenis Viskositas

jenis viskositas
Jenis viskositas

Umumnya, terdapat dua klasifikasi viscosity yang seringkali dipertimbangkan saat melakukan analisis fluida, yaitu absolute viscocity dan dynamic visocosity:

1. Viskositas Dinamis

Viskositas dinamis atau absolut adalah resistensi fluida menurut friksi internalnya masing-masing. Konsep ini diajukan Jean Leonard Poiseuille. Ia mendapati bahwa tiap spesimen darah bergerak dengan kecepatan yang berbeda dalam suatu tabung kecil meski diberikan gaya yang sama.

Ia kemudian menyimpulkan bahwa gerakan tersebut dipengaruhi friksi internalnya masing-masing. Satuan yang digunakan adalah centipoise (cP) yang setara dengan 1 milipascal detik (mPa-s).

2. Viskositas Kinematik

Tipe kinematik bisa dihitung dengan membagi nilai viskositas dinamis dengan massa jenis cairan. Satuannya sendiri adalah 1 centistoke (cSt) atau 1 mm persegi per detik.

Pada pengukuran ini tidak digunakan energi eksternal. Gaya yang berpengaruh hanyalah gravitasi. Artinya massa fluidalah yang langsung berdampak pada gerak zat tersebut sendiri.

Rumus Viskositas

Untuk viskositas mutlak atau absolut, rumusnya adalah sebagai berikut:

T = µ (dc / dy)

dengan:

  • T = Tegangan geser (N/m2)
  • µ = Viskositas dinamis (Ns/m2)
  • dc = satuan kecepatan (m/ s)
  • dy = satuan jarak antara (m)

Sedangkan tipe kinematik, rumusnya ialah:

v = µ/ᵨ

dimana:

  • v = viskositas kinematis satuan (m2/s)
  • ᵨ = densitas satuan(kg/m3)
  • µ = viskositas dinamis (Ns/m2)

Alat Ukur Viskositas

alat ukur viskositas
Alat ukur viskositas

Pengukuran kekentalan bisa dilakukan menggunakan viskometer. Hingga saat ini telah tersedia beberapa varian viskometer yang bisa digunakan, yakni:

  1. Viskometer Ostwald
  2. Viskometer Rotational
  3. Viskometer Cup and Bob
  4. Viskometer Hoppler
  5. Viskometer Cone & Plate

Fluida Newtonian dan Non Newtonian

fluida non newtonian
Ilustrasi fluida non newtonian

Ketika melakukan pengukuran viskositas, kekentalan fluida bisa saja berubah baik saat diberi gaya maupun tidak diberi gaya. Perbedaan tersebut merupakan dasar dari pengelompokkan fluida non Newtonian dan Newtonian.

Fluida Newtonian memiliki kurva shear stress yang linear dan tidak berubah kekentalannya meski diberikan gaya tertentu. Sebaliknya, fluida non Newtonian akan mengalami perubahan yang cukup signifikan.

Faktor Mempengaruhi Viskositas

madu viskositas
Madu akan semakin encer saat memanas

Beberapa parameter atau variabel yang dapat mempengaruhi kekentalan ialah:

1. Suhu

Ketika suhu dinaikkan, gaya kohesi cairan mengalami penurunan. Akibatnya, resistansi untuk bergerak berkurang dan cairan lebih mudah mengalir.

Hal yang sebaliknya terjadi pada gas. Saat temperatur meningkat, molekul-molekul gas justru semakin terkolisi.

Penurunan gaya kohesi tidak memberikan dampak karena gas memang tak mempunyai gaya tersebut dalam jumlah besar. Sebagai akibatnya, resistansi gas akan meningkat.

2. Konsentrasi

Peningkatan konsentrasi zat terlarut bisa membuat kekentalan bertambah karena peningkatan ikatan intermolekuler itu sendiri. Contohnya saja pada larutan gula. Semakin tinggi penambahan gula, kekentalan cairan akan semakin naik.

3. Berat Molekul

Sebagaimana disebut di atas, viskositas adalah nilai yang menggambarkan resistensi suatu fluida pada deformasi. Berat molekul pun sudah pasti memengaruhi nilai tersebut. Sebab semakin besar berat molekul, beban pada cairan akan bertambah. Dus,kekentalannya juga akan meningkat.

4. Tekanan

Pada kasus tertentu, seperti pemberian tekanan, kekentalan cairan dapat mengalami peningkatan untuk fluida non Newtonian. Secara teoritis, fluida Newtonian tidak akan terpengaruh oleh pemberian tekanan. Namun realitanya, perubahan tetap bisa terjadi meski tidak signifikan sebagaimana pada fluida non Newtonian.

5. Ukuran dan Bentuk Molekul

Ukuran dan bentuk molekul juga bisa memengaruhi kekentalan fluida. Molekul dengan ukuran besar, misalnya, biasanya meningkatkan resistensi fluida untuk bergerak

Contohnya saja pada madu dan air. Molekul-molekul madu berukuran lebih panjang dan besar. Akibatnya, madu lebih sulit mengalir dibandingkan air.

Terapan Manfaat Viskositas

 

Beberapa penerapan viskositas yang biasa kita jumpai:

1. Kuliner

Beberapa teknik memasak membutuhkan pemahaman tentang kekentalan fluida yang baik. Misal, bila Anda ingin menggunakan madu sebagai olesan, Anda bisa memanaskannya dulu. Sebab pemanasan akan menurunkan kekentalan cairan manis tersebut.

2. Pelumasan

Proses pelumasan diperlukan untuk perawatan kendaraan hingga maintenance alat-alat manufaktur. Proses pelumasan sendiri tidak bisa dilakukan secara asal. Harus diperhatikan kondisi pelumas yang dipakai pada suhu tertentu. Bila tidak, bisa-bisa pelumas tersebut terlalu encer sehingga tidak bisa berfungsi optimal.

3. Medis

Konsep mengenai viskositas adalah konsep yang universal. Pemahaman mengenai ilmu ini pun juga diperlukan dalam bidang medis. Misalnya, terkait potensi pengentalan darah akibat diberi obat atau vaksin tertentu. Jadi, tindakan medis tak boleh sembarangan dilakukan.

Tinggalkan komentar