Soal Dan Pembahasan Tanda-Tanda Kapilaritas

Kapilaritas yaitu tanda-tanda naik atau turunnya suatu zat cair (fluida) pada suatu pipa kapiler yang dipengaruhi oleh gaya kohesi , adhesi , dan tegangan permukaan.

Related topics :

Tekanan Hidrostatis
Hukum Archimedes
Hukum Pascal
Tegangan Permukaan
Pembahasan Fluida Statis.

Gaya kohesi yaitu gaya antar molekul yang sejenis sedangkan adhesi yaitu gaya antar molekul yang tidak sejenis. Gejala kapilaritas banyak kita temui dalam kehidupan sehari-hari.

Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor , meresapnya air pada dinding tembok , dan naiknya air dari akar tanaman hingga ke daun ialah pola dari tanda-tanda kapilaritas.

Ketinggian yang diraih fluida dalam pipa kapiler tergantung pada besar tegangan permukaannya. Seperti yang sudah dibahas pada postingan sebelumnya , tegangan permukaan dihasilkan oleh gaya permukaan yang melakukan pekerjaan di sekeliling permukaan fluida. Ketinggian fluida dalam pipa kapiler sanggup diputuskan dengan rumus :

h =	2γ
	ρ.g.r

Dengan :
h = ketinggian fluida dalam pipa kapiler (m)
γ = tegangan permukaan (N/m)
ρ = massa jenis fluida (kg/m³)
g = panjang permukaan benda (m/s²)
r = jari-jari pipa kapiler (m)

Akan tapi , mengingat bahwa gaya adhesi dan kohesi memicu sifat meniskus permukaan fluida (air cekung , raksa cembung) sehingga besar komponen gaya permukaan dalam arah vertikal dipengaruhi oleh sudut kontak. Dengan demikian persamaan di atas sanggup disempurnakan menjadi :

h =	2γ cos θ
	ρ.g.r

Dengan :
θ = sudut kontak fluida dengan pipa.

Contoh Soal :

Suatu tabung berdiameter 0 ,4 cm kalau dimasukkan ke dalam air secara vertikal sudut kontaknya 60^o. Jika tegangan permukaan air yaitu 0 ,5 N/m , maka tentukanlah peningkatan air dalam tabung.
Pembahasan :

h = 2 γ cos θ

   ρ g r

h =     2 (0 ,5) cos 60^o

(10³) (10) (2 x 10^-3)

h = 2 (0 ,5) (½)

     20

h = 0 ,025 m
h = 2 ,5 cm.
Tentukanlah penurunan air raksa dalam suatu pipa berjari-jari 2 mm kalau sudut kontak raksa dengan beling sebesar 150^o , tegangan permukaan 0 ,545 N/m dan massa jenis raksa 13.600 kg/m³.
Pembahasan :

h = 2 γ cos θ

   ρ g r

h =    2 (0 ,545) cos 150^o

(13.600) (10) (2 x 10^-3)

h = 2 (0 ,545) (-½√3)

       272

h = -0 ,0034 m
h = -3 ,4 mm.
Tanda negatif berbincang penurunan raksa. Makara air raksa turun setinggi 3 ,4 mm.