Soal Dan Pembahasan Tanda-Tanda Kapilaritas

Kapilaritas ialah 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 ialah gaya antar molekul yang homogen sedangkan adhesi ialah gaya antar molekul yang tidak sejenis. Gejala kapilaritas banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

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

Ketinggian yang dicapai fluida dalam pipa kapiler tergantung pada besar tegangan permukaannya. Seperti yang sudah dibahas pada artikel sebelumnya, tegangan permukaan dihasilkan oleh gaya permukaan yang bekerja di sekeliling permukaan fluida. Ketinggian fluida dalam pipa kapiler sanggup ditentukan dengan rumus :

h =	2γ
	ρ.g.r

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

h =	2γ cos θ
	ρ.g.r

melaluiataubersamaini :
θ = sudut kontak fluida dengan pipa.

misal Soal :

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

   h =	2 γ cos θ
   	ρ g r

   h =	2 (0,5) cos 60o
   	(103) (10) (2 x 10-3)

   h =	2 (0,5) (½)
   	20

     h = 0,025 m
     h = 2,5 cm.
   
   
   
   
2. Tentukanlah penurunan air raksa dalam sebuah pipa berjari-jari 2 mm bila 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 150o
   	(13.600) (10) (2 x 10-3)

   h =	2 (0,545) (-½√3)
   	272

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