Definisi dari fluida adalah subtansi yang mengalir karena antara partikel satu dengan lainnya bebas. secara umum fluida dibagi menjadi fluida compressible (mampu mampat) dan incomssible (tak mampu mampat). Karakteristik fluida dapat dijelaskan dengan properti fluida. adapun porerti fluida yaitu: temperatur, tekanan, massa, volume spesifik, dan kerapatan massa.
Massa jenis
Massa jenis suatu fluida adalah massa per volume. Pada volume fluida yang tetap, massa jenis fluida tidak berubah. Perumusannya adalah sebagai berikut:
Massa jenis fluida bervariasi bergantung jenis fluidanya. pasa kondisi atsmofer, massa jenis air adalah 1000 kg/m^3, massa jenis udara 1.22 Kg/m^3, dan mercuri 13500 kg/m^3. untuk beberapa fluida massa jenisnya tergantung pada temperatur dan tekanan, khususnya untuk fluida gas, perubahan keduanya akan sangat mempengaruhi massa jenis gas.
Untuk fluida cairpengarruh keduanya adalah kecil. Jika massa jenis fluida tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur tekanan, dinamakan fluida incompressible atau fluida tak mampu mampat.
Properti fluida yang lain yang berhubungan langsung dengan massa jenis adalah volume jenis, berat jenis, dan spesific garvity. Volume jenis adalah kebalikan dari massa jenis yaitu volume fluida dibagi dengan massannya. Untuk berat jenis adalah massa jenis fluida dikalikan dengan percepatan gravitasi atau berat fluida per satuan volume dirumuskan sebagai berikut:
Adapun untuk specific gravity adalah perbandingan antara massa jenis fluida dengan massa jenis air pada kondisi standar. Pada kondisi standar (4^0 C, 1 atm) massa jenis air adalah (kg/m^3). Perumusan untuk menghitung specific gravity adalah sebagai berikut :
Tekanan
Jika suatu permukaan suatu zat (padat, cair dan gas) menerima gaya-gaya luar maka bagian permukaan zat yang menerima gaya yang tegak lurus akan mengalami tekanan. Bila gaya yang tegak lurus terhadap permukaan dibagi dengan luasan permukaan A disebut dengan tekanan, perumusannya adalah sebagai berikut:
Dalam termodinamika tekanan secara umum dinyatakan dengan harga absolut. Tekanan absolut tergantung pada tekanan pegukuran sistem, dan dapat dijelaskan sebagai berikut:
- 1. Apabila tekanan pengukuran sistem diatas tekanan atsmofer maka: tekan absolut (P abs) = tekanan pengukuran (P gauge) ditambah tekanan atmosfer (P atm)
P abs = P gauge + P atm
- 2. Apabila tekanan pengukuran di bawah tekanan atmosfer, maka : tekanan absoulut (P abs) = tekanan atmosfer (P atm) dikurangi tekanan pengukuran (P gauge)
P abs = P atm - P gauge
1 standar atmosfer = 1,01324 x 10^6 dyne/cm^3
=14,6959 lb/in^2
=10332 kg/m^2
=1,01x10^5 N/m^2
 |
| Gambar 1.19 - Hubungan tekanan pengukuran, tekanan absolut, dan tekanan atmosfer |
Apabila suatu benda berada pada kedalaman tertentu pada sebuah zat maka untuk menghubungkan besarannya tekanan dapat menggunakakn rumus sebagai berikut:
dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa tekanan suatu zat bergantung dari ketinggian atau kedalaman H.
 |
| Gambar 1.20 - Hubungan ketinggian dan tekanan |
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa semakin dalam posisi lubang, tekanan air yang menyembur semakin besar. Perubahan tekanan dengan perubahahn ketinggian tidak terlalu mencolok apabila zat mempunyai massa jenis kecil seperti udara atau gas.
Kemampu mampatan
Kemampumampatan (compressibility) k suatu zat adlah pengarug tekanan terhadap volume suatu zt pada temperatur konstan. kemampumampatan adalah sama dengan modulus elastisity Ev dengan nilai berbalikan . Perumusannya adalah sebagai berikut :
Tanda negativ pada persamaan diatas menunjukan bahwa apabila terjadi kenaikan tekanan, volume zat akan berkurang. Secara sederhana fluida berdasarkan darri kompresibility dibagi menjadi dua yaitu fluida gas dan fluida cair. Untuk fluida gas yang terdiri dari parrtikel-partikel yang bergerak bebas dan bentuknya mengikuti wadahnya maka perubahan tekanan akan banyak menimbbulkan perubahan volume. Perubahan poperti gas sangat bergantung dari perubahan dari kondisi temperatur. untuk fluida gas ideal pada temperatur konstan (isotermis) persamaan diatas dapat diubah menjadi :
Jadi pada kondisi isotermis, kemampumampatan fluida gas (ideal) berkebalikan dengan nilai tekanannya. Sebagai contoh, pada permukaan airl laut udara mempunyai nilai k 10.000 kali nilai k air.
Viskositas
Viskositas atau tekanan adalah sifat fluida yang penting yang menunjukan kemampuan fluida untuk mengalir. Fluida dengan viskositas besar (kental) lebih sulit mengalir dibandingkan dengan fluida dengan viskositas rendah (encer). Viskositas suatu fluida bergantungf pada kondisi temperatur. Pada temperatu tinggi fluida gas mempunyai viskositas yang besar, hal ini berkebalikan dengan fluida cair , dengan kenaikan temperatur viskositas zat cair semakin kecil (encer).
 |
| Gambar 1.21 - Gerak fluida pada fluida yang diam |
Apabila suatu fluida diberi tekanan yang akan menggeser bagian fluida setebal dy dengan kecepatan V menjadi V + dy, maka tegangan gesernya akan sebanding dengan perbandingan perubahan kecepatan dv dengan tebal bagian fluida yang bergeser dikalikan dengan suatu konstanta. Konstanta tersebut dinamakan dengan viskositas (dinamik). Adapun besaran gaya yang diperlukan untuk menggesr bagian fluida adalah:
Jadi besaran gaya persatuan luas untuk menggeser fluida sebanding dengan konstanta viskositas dikalikan dengangardien kecepatannya. Gaya akan semakin besar apabila konstanta viskositas besar. Jadi dapat disimpulkan bahwa kosntanta tersebut adalah suatu tahanan fluida untuk mengalir (bergeser kontinyu).
Semakin bessar tahanan semkin sulit untuk mengalir, sebaliknya semakin kecil tahanan, akan fluida mudah mengalir. Apabila nilai viskositas suatu fluida dibagi dengan nilai massa jenisnya akan ketemu besaran yang sering disebut dengaan viskositas kinematik. Adapun perumusan viskositas kinematik adalah sebagai berikut :
Related Posts
Mau donasi lewat mana?
Donate with PaypalGopay-