Laporan Praktikum Fluida "SUHU DAN VISKOSITAS"

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA

“SUHU DAN VISKOSITAS”

Oleh:

          Esti Anugraheni M.                         (12030654056)

          Huni Hindrati                                  (12030654212)

          Suryatin Ardiningsih                       (12030654225)

          M. Martha Ayuhans                        (12030654226)

          Silvia Haryanti                                (12030654229)

           Pendidikan Sains B 2012

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN  SAINS

2014

ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan pada Senin, 12 Mei 2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Percobaan yang kami lakukan bertujuan untuk menyelidiki pengaruh suhu fluida terhadap kecepatan jatuhnya benda. Metode yang kami lakukan adalah mengukur diameter kelereng, menimbang massa kelereng, mendinginkan minyak goreng hingga mencapai suhu 20°C, memasukkan kelereng ke dalam minyak goreng dan mencatat waktu yang ditempuh kelerang dengan jarak 50 cm, menunggu suhu minyak goreng naik sampai 25°C, lalu melakukan kegiatan yang sama untuk mendapat waktu tempuh kelereng. Memanaskan minyak goreng sampai suhu 40°C dan melakukan kegiatan yang sama. Mengulangi langkah yang sama dengan suhu 35°C dan 30°C. Hasil yang kami dapatkan adalah bahwa suhu mempengaruhi besarnya kecepatan jatuhnya benda. Semakin tinggi suhu zat cair, maka semakin kecil viskositas zat cair tersebut. Kecepatan benda ketika dijatuhkan ke dalam zat cair yang sudah dipanaskan menjadi semakin cepat karena dipengaruhi oleh kenaikan temperature dan gravitas bumi sehingga waktu tempuh benda semakin sedikit. Hasil yang kami dapatkan sudah sesuai dengan teori yaitu tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kecil viskositas zat cair tersebut. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kecil viskositas zat gas tersebut (Rosiana, 2005).

BAB I

PENDAHULUAN

      A.    Latar Belakang

Setiap fluida, baik gas maupun cairan, memiliki suatu sifat yang dikenal sebagai viskositas. Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Viskositas pada zat cair disebabkan oleh adanya gaya kohesi yaitu gaya tarik menarik antara molekul sejenis (Sarojo, 2009).

Prinsip viskositas ini dapat digunakan dalam proses pemisahan minyak dengan air. Kekentalan suatu zat cair dapat dihitung dengan hukum Stokes. Viskositas cairan turun dengan naiknya temperatur. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

Dengan melakukan percobaan ini, kita akan mengetahui pengaruh suhu terhadap kecepatan jatuhnya benda yang akan berpengaruh terhadap besarnya viskositas.

    B.     Rumusan Masalah

     Bagaimana pengaruh suhu fluida terhadap kecepatan jatuhnya benda?

    C.    Tujuan

    Menyelidiki pengaruh suhu fluida terhadap kecepatan jatuhnya benda.

    D.    Hipotesis

    Semakin tinggi suhu fluida maka semakin besar kecepatan jatuhnya benda.

BAB II

DASAR TEORI

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Viskositas pada zat cair disebabkan oleh adanya gaya kohesi yaitu gaya tarik menarik antara molekul sejenis (Sarojo, 2009).

Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu. Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng di atas lantai yang permukaannya miring. Pasti air mengalir lebih cepat daripada minyak goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kecil viskositas zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng paha ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kecil viskositas zat gas tersebut ( Rosiana, 2005).

Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan. Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat. Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi serta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi. Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak (Rao, 2003).

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Zat cair lebih kental (viskositasnya) daripada gas, sehingga untuk mengalirkan zat cair diperlukan gaya yang lebih besar dibandingkan dengan gaya yang diberikan untuk mangalirkan gas.

Bila sebuah bola yang massa jenisnya lebih besar daripada massa jenis fluida dan berjari-jari r, dimasukkan ke dalam suatu fluida zat cair, maka bola tersebut akan jatuh dipercepat sampai suatu saat kecepatannya maksimum (V_maks). Pada kecepatan V_maks ini, benda akan bergerak beraturan karena gaya beratnya sudah diimbangi oleh gaya gesek fluida.

Menurut George Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes dengan koefisien viskositasnya η dengan konstanta k = 6πr. Sehingga gaya gesek (gaya stokes) dapat dirumuskan sebagai:

Jika sebuah benda berbentuk bola jatuh bebas dalam suatu fluida kental (gambar 1.17), kecepatannya akan bertambah karena pengaruh gravitasi bumi sehingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan terbesar yang tetap tersebut dinamakan kecepatan terminal. Pada saat kecepatan terminal tercapai, berlaku keadaan:

Dengan :

v  = kecepatan terminal (m/s)

η = koefisien viskositas fluida (Pa s)

r = jari-jari bola (m)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

ρ_b = massa jenis bola (kg/m³⁾

ρ_f   = massa jenis fluida (kg/m³⁾

BAB III

METODE PERCOBAAN

     A.   Rancangan Percobaan

               

      Gambar 4.  Rancangan percobaan suhu dan viskositas

        B.    Alat dan Bahan

        Alat:

1.      Gelas panjang 60cm                1 buah

2.      Kelereng                                  5 buah

3.      Stopwatch                               1 buah

4.      Kompor Listrik                        1 buah

5.      Jangka sorong                          1 buah

6.      Neraca digital                           1 buah

7.      Termometer                              1 buah

Bahan:

1.      Minyak goreng                        500 ml

2.      Es batu                                    1 buah

      C.     Variabel yang digunakan

1.      Variabel Kontrol         : Volume fluida

2.      Variabel Manipulasi    : Suhu fluida (40°C, 35°C, 30°C, 25°C, 20°C)

3.      Variabel Kontrol         : Kecepatan dan waktu jatuhnya benda

   

       D.    Alur Percobaan

              

           E.    Langkah Kerja

Mengukur diameter kelereng dengan menggunakan jangka sorong. Menimbang massa kelereng dengan menggunakan neraca digital. Mendinginkan minyak goreng hingga mencapai suhu 20°C. Memasukkan kelereng ke dalam minyak goreng dan mencatat waktu yang ditempuh kelerang dengan jarak 50 cm. Menunggu suhu minyak goreng naik sampai 25°C, lalu melakukan kegiatan yang sama untuk mendapat waktu tempuh kelereng. Memanaskan minyak goreng sampai suhu 40°C dan melakukan kegiatan yang sama. Mengulangi langkah yang sama dengan suhu 35°C dan 30°C. 

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

           A.    DATA

Berdasarkan percobaan Suhu dan Viskositas yang telah kami lakukan, diperoleh data sebagai berikut: 

Diameter kelereng (d) = 1,15 cm

Jari-jari kelereng (r)     = 0,575 cm

Volume kelereng (V)  = 0,79 cm³

Massa benda (m)         = 2 gr

        B.    ANALISIS

Berdasarkan percobaan suhu dan viskositas yang telah kami lakukan didapatkan data yaitu: dengan menggunakan bahan minyak goreng yang memiliki suhu 20°C, waktu yang ditempuh kelereng dengan jarak 50cm adalah 2,64 s dengan kecepatan kelereng 0,19 m/s dan viskositas minyak goreng 0,97 Pa.s. Untuk minyak goreng dengan suhu 25°C, waktu yang ditempuh kelereng dengan jarak 50cm adalah 2,13 s dengan kecepatan kelereng 0,23 m/s dan viskositas minyak goreng 0,55 Pa.s. Untuk minyak goreng dengan suhu 30°C, waktu yang ditempuh kelereng dengan jarak 50cm adalah 1,90 s dengan kecepatan kelereng 0,26 m/s dan viskositas minyak goreng 0,48 Pa.s. Untuk minyak goreng dengan suhu 35°C, waktu yang ditempuh kelereng dengan jarak 50cm adalah 1,83 s dengan kecepatan kelereng 0,27 m/s dan viskositas minyak goreng 0,46 Pa.s. Untuk minyak goreng dengan suhu 40°C, waktu yang ditempuh kelereng dengan jarak 50cm adalah 1,70 s dengan kecepatan kelereng 0,29 m/s dan viskositas minyak goreng 0,43 Pa.s.

         

BAB V

PEMBAHASAN

Berdasarkan analisis data di atas, hasil percobaan yang kami lakukan sesuai dengan teori bahwa semakin tinggi suhu zat cair, maka semakin kecil viskositas (kekentalan) zat cair tersebut. Viskositas pada zat cair tersebut dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas akan turun dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur. Kecepatan kelereng ketika dijatuhkan ke dalam zat cair yang sudah dipanaskan menjadi semakin cepat karena dipengaruhi oleh kenaikan temperature dan gravitas bumi sehingga waktu tempuh kelereng semakin sedikit.

Hal tersebut juga dapat dibuktikan dalam grafik hubungan antara suhu dan viskositas zat cair bahwa ketika suhu zat cair 20°C, diperoleh viskositas sebesar 0,97 Pa.s. Ketika suhu zat cair 25°C, diperoleh viskositas sebesar 0,55 Pa.s. Ketika suhu zat cair 30°C, diperoleh viskositas sebesar 0,48 Pa.s. Ketika suhu zat cair 35°C, diperoleh viskositas sebesar 0,46 Pa.s. Dan ketika suhu zat cair 40°C, diperoleh viskositas sebesar 0,43 Pa.s. Grafik tersebut menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu zat cair, maka semakin kecil viskositas zat cair tersebut.

BAB VI

PENUTUP

Berdasarkan pembahasan di atas, kami dapat menyimpulkan bahwa suhu mempengaruhi besarnya kecepatan jatuhnya benda. Semakin tinggi suhu zat cair, maka semakin kecil viskositas zat cair tersebut. Kecepatan benda ketika dijatuhkan ke dalam zat cair yang sudah dipanaskan menjadi semakin cepat karena dipengaruhi oleh kenaikan temperature dan gravitas bumi sehingga waktu tempuh benda semakin sedikit.

DAFTAR PUSTAKA

Imfranroni. 2013. Pengaruh Suhu dan Konsentrasi Terhadap Viskositas. Online.

http://imfran-imfranpurba.blogspot.com/2013/01/pengaruh-suhu-dan-konsentrasi-terhadap.html (diakses pada 18 Mei 2014 pukul 20.00 WIB).

Ridwan. 2013. Viskositas da Hukum Stokes. Online.

http://duniafisikaasyik.wordpress.com/2012/06/03/6-viskositas-dan-hukum-stokes/ (diakses pada 18 Mei 2014 pukul 20.00 WIB).

Sutrisno. 2011. Hukum Stokes. Online.

http://deteksiphysics.wordpress.com/2011/12/14/hukum-stokes/      

(diakses pada 18 Mei 2014 pukul 20.00 WIB).

Laporan sementara suhu dan viskositas kelompok 5 Sains B 2012

Lembar Kegiatan Mahasiswa suhu dan viskositas kelompok 5 Sains B 2012

Lembar Kegiatan Mahasiswa suhu dan viskositas kelompok 5 Sains B 2012

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA “ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS”

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA
“ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS”

Oleh:

        Esti Anugraheni M.                         (12030654056)

          Huni Hindrati                                   (12030654212)

          Suryatin Ardiningsih                       (12030654225)

          M. Martha Ayuhans                         (12030654226)

          Silvia Haryanti                                 (12030654229)

Pendidikan Sains B 2012

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN  SAINS

2014

ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan pada Senin, 5 Mei 2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Percobaan yang kami lakukan bertujuan untuk mengetahui cara merancang alat ukur massa jenis zat cair, membuat skala, dan memvalidasi alat ukur massa jenis zat cair (hidrometer sederhana). Metode yang kami lakukan adalah memotong bagian ujung dari pipet panjang dan memasukkan gotri kedalam pipet panjang. Memasukkan hydrometer sederhana ke dalam gelas ukur yang berisi air 40 ml. Menandai bagian hydrometer yang tercelup air. Membuat larutan garam dari massa garam 8 gr dengan volume air 40 ml. Memasukkan hydrometer ke dalam gelas ukur yang berisi larutan garam. Menandai bagian hydrometer yang tercelup larutan garam. Mengukur jarak pada hydrometer antara hasil tanda pada air dan larutan garam. Membagi jarak tesebut menjadi 4 bagian. Melakukan validasi terhadap skala yang telah dibuat. Untuk mendapatkan hasil yang valid maka percobaan dilakukan dengan 3 kali pengulangan dan hasilnya validitas alat Hidrometer sederhana yang kami buat dengan menggunakan massa jenis 1,04 g/cm3, 1,02 g/cm3 dan 1,01 g/cm3  secara matematis termasuk Valid, karena pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang tidak jauh berbeda. Percobaan yang kami lakukan sesuai dengan teori bahwa semakin besar massa jenis zat cair maka semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam dan semakin kecil massa jenis zat cair yang diukur maka semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam. Namun memang tidak ada yang angka pengukurannya tepat seperti hasil matematis. Hal ini dikarenakan kesalahan praktikan pada kelompok kami yang dalam pengamatannya kurang teliti sewaktu memberikan tanda pada kedalaman Hidrometer yang tercelup yang berpengaruh pada hasil massa jenis yang berbeda sedikit dengan pengukuran secara matematis.

BAB I

PENDAHULUAN

           A.    Latar Belakang

Penentuan massa jenis bahan makanan cair sangat penting dalam teknologi makanan. Salah satu aranya adalah dengan memanfaatkan kenyataan bahwa benda yang tercelup dalam zat cair akan mendapatkan gaya ke atas. Dengan melakukan penskalaan dan kalibrasi yang sesuai, massa jenis zat cair dapat ditemukan. Alat ini dikenal dengan nama hidrometer. Hidrometer merupakan sebuah alat ukur besaran turunan yang menjadi salah satu aplikasi dari Hukum Archimedes yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair.

Sebuah benda dalam fluida (zat cair atau gas) mengalami gaya dari semua arah yang dikerjakan oleh fluida di sekitarnya. Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas seberat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu. Prinsip kerja Hidrometer menggunakan Hukum Archimedes. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada Hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Untuk mengetahui lebih jelas tentang perancangan, penentuan skala dan kalibrasi atau validasi dari alat Hidrometer sederhana, maka dilakukanlah praktikum cara merancang, membuat skala serta memvalidasi hidrometer sederhana dan dijelaskan secara terperinci pada laporan ini.

      B.  Rumusan masalah

      Berdasarkan latar belakang di atas dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu:

      1.Bagaimanakah cara merancang, membuat skala dan memvalidasi alat ukur massa jenis zat cair (hidrometer sederhana)?

      C. Tujuan

Tujuan praktikum ini adalah:

1.  Untuk mengetahui cara merancang alat ukur massa jenis zat cair, membuat skala, dan memvalidasi alat ukur massa jenis zat cair (hidrometer sederhana).

BAB II

DASAR TEORI

A.  Hukum Archimedes

Hukum Archimedes mengatakan bahwa "Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.”

Rumus Prinsip Hukum Archimedes

FA = ρ . g . V

Keterangan: 
F_A  = Tekanan Archimedes             (N/m²⁾

ρ   = Massa Jenis Zat Cair            (kg/m³)

g   = Percepatan Gravitasi            (N/kg)

V   = Volume Benda Tercelup         (m³)

            Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur di dalam air daripada di udara karena di dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya. Gaya angkat ke atas ini yang disebut juga gaya apung.

Dalam Persamaan :

W­­­­­­_b = m_b . g

Ketika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

W_df = W_b – F_a

Keterangan :

W_df            : berat dalam fluida, dikatakan juga berat semu (N)

W_b                : berat benda sesungguhnnya atau berat di udara (N)

F_a              : gaya angkat ke atas (N)

     Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (F_a) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

1.    Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (W) lebih besar dari gaya ke atas (F­_a).

W > F_a

ρ _b . V_b . g  > ρ _f . V_f . g

ρ _b > ρ _f

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ).

2.   Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (F_a) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbang.

W = F_a

ρ _b . V_b . g  = ρ _f . V_f . g

ρ _b = ρ _f

3.    Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (F_a).

W > F_a

ρ _b . V_b . g  > ρ _f . V_f . g

ρ _b > ρ _f

B.  Massa Jenis

Massa jenis/kerapatan adalah perbandingan massa terhadap volume zat. Massa jenis suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor seperti temperatur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida dinyatakan sebagai konstanta/bilangan tetap. Secara matematis massa jenis ditulis:

Keterangan:

   Satuan SI                                         Satuan CGS

     ρ    = massa jenis (kg/m³)                (g/cm³)

    m   = massa           (kg)                     (gr)

    v    = volume          (m³)                     (cm³)

Berikut ini data massa jenis dari beberapa benda.

Tabel 1. Massa jenis beberapa benda

Massa jenis benda yang dinyatakan dalam tabel di atas merupakan massa jenis benda pada suhu 0^o C dan tekanan 1atm (atmosfer).

1.        Massa Jenis Udara dan Zat Cair

Massa jenis fluida berbeda dengan massa jenis zat padat. Besi atau kayu memiliki kerapatan yang sama pada setiap bagiannya. Berbeda dengan fluida, misalnya udara atau air. Makin tinggi udara dari permukaan permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi berkurang terhadap ketinggian. Semakin ke atas, gaya gravitasi semakin kecil sehingga jumlah udara yang ditarik juga berkurang. Jumlah udara di dekat permukaan laut lebih banyak dibandingkan jumlah udara di puncak gunung.

Dalam suatu ruang atau volume yang sama, udara yang berada di dekat laut mempunyai massa yang lebih besar sehingga massa jenisnya juga lebih besar. Sebaliknya udara yang berada di puncak gunung mempunyai massa lebih kecil sehingga massa jenis udara juga lebih kecil. Semakin jauh dari permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil.

Bagaimana dengan massa jenis air, misalnya air laut ? Udara terdiri dari atom atau molekul yang terpisah dan mudah bergerak sehingga banyak atau sedikitnya jumlah udara sangat dipengaruhi oleh besar atau kecilnya gaya gravitasi yang menariknya. Sebaliknya molekul air tidak berdiri sendiri dan tidak terpisah satu sama lain; molekul air saling terikat dan tidak mudah bergerak. Karenanya jumlah molekul air pada permukaan laut tidak berbeda jauh dengan jumlah molekul air di dasar laut. Jadi massa jenis air laut di permukaan hampir sama dengan massa jenis air laut di dasar laut, walaupun ketinggiannya berbeda.

2.      Menentukan Massa Jenis Zat Cair

Massa jenis zat cair dapat diukur langsung dengan menggunakan hidrometer. Hidrometer memiliki skala massa jenis dan pemberat yang dapat mengakibatkan posisi hidrometer vertikal. Cara mengetahui massa jenis zat cair adalah dengan memasukkan hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan acuan semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih kecil dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya pengaruh gaya apung yang dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannya besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal).

BAB III

METODE PERCOBAAN

A.      Rancangan Percobaan

 

Gambar 1. Rancangan percobaan Archimedes dan Massa Jenis

B.       Alat dan Bahan

Alat:

1.      Pipet panjang                  1 buah

2.      Spidol                              1 buah

3.      Gelas kimia 500 ml          2 buah

4.      Neraca                            1 buah

5.      Penggaris                        1 buah

6.      Gelas ukur 50 ml              1 buah

Bahan:

1.      Gotri kecil                         4 buah

2.      Garam                             50 gram

3.      Air                                   400 ml

C.      Alur Percobaan

Meracang Hidrometer Sederhana

 

Membuat Skala

D.      Langkah Kerja

1.    Merancang Hidrometer Sederhana

Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan. Mengambil pipet panjang dan memotong bagian ujungnya. Memasukkan 4 buah gotri kedalam pipet panjang. Mencelupkan pipet panjang pada gelas ukur 50 ml yang telah berisi air sebanyak 40 ml.

2.    Membuat Skala

Memasukkan hydrometer sederhana ke dalam gelas ukur 50 ml yang berisi air sebanyak 40 ml. Menandai bagian hydrometer yang tercelup air. Membuat larutan garam dari massa garam 8 gr dengan volume air 40 ml. Memasukkan hydrometer ke dalam gelas ukur yang berisi larutan garam. Menandai bagian hydrometer yang tercelup larutan garam. Mengukur jarak pada hydrometer antara hasil tanda pada air dan larutan garam. Membagi jarak tesebut menjadi 4 bagian. Melakukan validasi terhadap skala yang telah dibuat. 

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A.    DATA

Berdasarkan percobaan Archimedes dan massa jenis yang telah kami lakukan, diperoleh data sebagai berikut:

Tabel 1. Tabel Pembuatan Skala

 Tabel 2. Tabel Validasi

B.    ANALISIS

Berdasarkan kegiatan yag telah kami lakukan. Pada pembuatan skala dengan menggunakan air sebagai jenis zat cair dengan massa 38,8 gr, volume 40 ml didapatkan ρ dari hasil hitungan sebesar 0.97 gr/cm³ dan kedalaman hydrometer yang tercelup adalah 5,2 cm. Sedangkan pada pembuatan skala dengan menggunakan larutan garam sebagai jenis zat cair dengan massa 46,6 gr, volume 44 ml didapatkan ρ dari hasil hitungan sebesar 1,05 gr/cm³ dan kedalaman hydrometer yang tercelup adalah 4,0 cm.

Pada kegiatan validasi skala pada hydrometer pada larutan garam dengan massa garam 6 gr, massa larutan garam 43.5 gr, volume larutan 42,5 ml didapatkan ρ dari hasil hitungan sebesar 1,04 gr/cm³ dan ρ hasil pengukuran dengan hydrometer sebesar 1,035 gr/cm³. Pada larutan garam dengan massa garam 4 gr, massa larutan garam 41,9 gr, volume larutan 41,0 ml didapatkan ρ dari hasil hitungan sebesar 1,02 gr/cm³ dan ρ hasil pengukuran dengan hydrometer sebesar 1,010 gr/cm³. Sedangkan pada larutan garam dengan massa garam 2 gr, massa larutan garam 40,5 gr, volume larutan 40,5 ml didapatkan ρ dari hasil hitungan sebesar 1,041gr/cm³ dan ρ hasil pengukuran dengan hydrometer sebesar 0,997 gr/cm³.

BAB V

PEMBAHASAN

Berdasarkan analisis data tabel 1  di atas, pada percobaan pertama dengan menggunakan zat cair air dengan ρ 1 g/cm³, didapatkan kedalaman Hidrometer yang tercelup adalah sedalam 5,2 cm dari permukaan air .

 Pada pengamatan kedua dengan menggunakan zat cair dari campuran garam dengan Air (Larutan Garam) dengan massa jenis atau  ρ 1,05 g/cm³ didapatkan kedalaman Hidrometer yang tercelup adalah sedalam 4,0 cm dari permukaan  larutan garam. Hal ini sesuai dengan teori semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih kecil dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya pengaruh gaya apung yang dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannya besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal).

Pada uji Validitas alat Hidrometer sederhana, berdasarkan analisis data (tabel 2), pada pengujian pertama larutan garam yang mempunyai massa jenis  ρ 1,04 g/cm³  pada perhitungan secara matematis dengan rumus  , sedangkan pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang pertama adalah   sebesar  1,035 g/cm³. Maka hasilnya termasuk Valid karena nilainya masih dibawah 1,04 g/cm³  dan diatas 1,02 g/cm³.

Pada pengujian kedua larutan garam yang mempunyai massa jenis  ρ 1,02 g/cm³,  pada perhitungan secara matematis dengan rumus, sedangkan pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang kedua adalah sebesar  1,010 g/cm³. Maka hasilnya termasuk Valid karena nilainya masih dibawah 1,02 g/cm³  dan berada di 1,010 g/cm³.

Pada pengujian ketiga larutan garam yang mempunyai massa jenis  ρ 1,01 g/cm³  pada perhitungan secara matematis dengan rumus , sedangkan pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang kedua adalah sebesar  0,997 g/cm³_. Maka hasilnya termasuk Valid karena nilainya masih dibawah 1,01 g/cm³ dan 1,00 g/cm³.

Jadi, Validitas alat Hidrometer sederhana yang kami buat dengan menggunakan 3 kali pengulangan, dengan menggunakan massa jenis 1,04 g/cm³, 1,02 g/cm³ dan 1,01 g/cm³  secara matematis termasuk Valid, karena pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang tidak jauh berbeda. Namun memang tidak ada yang angka pengukurannya tepat seperti hasil matematis. Hal ini dikarenakan kesalahan praktikan pada kelompok kami yang dalam pengamatannya kurang teliti sewaktu memberikan tanda pada kedalaman Hidrometer yang tercelup yang berpengaruh pada hasil massa jenis yang berbeda sedikit dengan pengukuran secara matematis.

Percobaan yang kami lakukan sesuai dengan teori bahwa semakin besar massa jenis zat cair maka semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam dan semakin kecil massa jenis zat cair yang diukur maka semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam.

BAB VI

PENUTUP

A.      Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan didapatkan kesimpulan bahwa kita dapat mengukur massa jenis zat cair dengan menggunakan alat hydrometer sederhana yang dibuat dari pipet panjang yang diisi dengan gotri dengan memanfaatkan hukum Archimedes. Cara mengukurnya adalah dengan memasukkan alat hydrometer sederhana kedalam air dan larutan garam, kemudian memberikan tanda dengan spidol untuk kedalaman alat hydrometer sederhana yang tercelup kedalam air dari permukaan air. Untuk mendapatkan hasil yang valid maka percobaan dilakukan dengan 3 kali pengulangan dan hasilnya validitas alat Hidrometer sederhana yang kami buat dengan menggunakan massa jenis 1,04 g/cm³, 1,02 g/cm³ dan 1,01 g/cm³  secara matematis termasuk Valid, karena pada pengukuran dengan menggunakan Hidrometer sederhana yang sudah dibuat skala sebelumnya didapatkan massa jenis larutan garam yang tidak jauh berbeda. Percobaan yang kami lakukan sesuai dengan teori bahwa semakin besar massa jenis zat cair maka semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam dan semakin kecil massa jenis zat cair yang diukur maka semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam. Namun memang tidak ada yang angka pengukurannya tepat seperti hasil matematis. Hal ini dikarenakan kesalahan praktikan pada kelompok kami yang dalam pengamatannya kurang teliti sewaktu memberikan tanda pada kedalaman Hidrometer yang tercelup yang berpengaruh pada hasil massa jenis yang berbeda sedikit dengan pengukuran secara matematis.

DAFTAR PUSTAKA

Aya. 2011. Massa Jenis. Online

      http://fisika79.wordpress.com/2011/04/21/massa-jenis/

            (diakses pada 10 Mei 2014 pukul 20.00 WIB)

Gunawan, Ary. 2011. Konsep Zat dan Wujudnya. Online

      http://unitedscience.wordpress.com/ipa-1/bab-4-konsep-zat-dan-wujudnya/

            (diakses pada 10 Mei 2014 pukul 20.00 WIB)

Putri, Andyni. 2014. Hukum Archimedes. Online

      http://putriiandynii.blogspot.com/2014/01/hukum-archimedes.html

            (diakses pada 10 Mei 2014 pukul 20.00 WIB)

LAMPIRAN

LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM ARCHEMEDES DAN MASSA JENIS KELOMPOK 5 SAINS B 2012

LEMBAR KEGIATAN MAHASISWA "ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS"

LEMBAR KEGIATAN MAHASISWA "ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS"

LEMBAR KEGIATAN MAHASISWA "ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS"