Tegangan Permukaan Dan Kapilaritas

PENJELASAN TEGANGAN PERMUKAAN DAN KAPILARITAS

Disusun Oleh:
Nayya Rahmi Amanda

Nadia ferina
Handini Zayyan Fakhirah

Nazwa Azhari
Muhammad Zidan Firmansyah
Muhammad Rizky Aulia Ginting
SMA NEGERI 3 MEDAN

2022

A. Pengertian Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan merupakan gaya atau tarikan ke bawah yang menyebabkan
permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang.
Hal ini disebabkan oleh gaya – gaya tarik yang gak seimbang pada antar muka cairan.
Gaya ini biasa segera diketahui pada kenaikan cairan biasa dalam pipa kapiler dan bentuk
suatu tetesan kecil cairan.
Atau tegangan permukaan bisa juga fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida)
yang ada dalam keadaan diam (statis).

Manfaat Tegangan Permukaan

Berikut beberapa manfaat dari Tegangan Permukaan, diantaranya yaitu:
▪ Dapat mempengaruhi penyerapan obat untuk bahan pembantu padat pada persediaan obat.
▪ Penetrasi molekul lewat membran biologis.
▪ Pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel gak larut dalam media cair buat
membentuk sediaan suspensi.

Penyebab Terjadinya Tegangan Permukaan

Penyebab terjadinya tegangan permukaan dikarenakan adanya kohesi di bawah zat cair yang
lebih besar dari pada kohesi dipermukaan zat cair.

Sehingga permukaan air akan cenderung mengerut dan membentuk luas permukaan sekecil
mungkin.

Hal tersebut dapat membuktikan, jika titik – titik embun yang menempel di atas rumput
berbentuk seperti bola karena luas permukaan terkecil yaitu bangun yang berbentuk bola.

Faktor yang Mempengaruhi Tegangan permukaan

▪ Suhu

Tegangan permukaan menurun dengan meningkatnya suhu, karena meningkatnya
energi kinetik molekul.

▪ Zat Terlarut

Penambahan zat terlarut dalam suatu cairan akan meningkatkan viskositas larutan, jadi
tegangan permukaan akan bertambah besar.

▪ Surfaktan

Surfaktan merupakan zat yang bisa mengaktifkan permukaan. Karena, cenderung buat
terkonsentrasi pada permukaan. Contohnya: Sabun.

Rumus Tegangan Permukaan

Tegangan permukaan (gama) yaitu didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya
tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja. Rumus fisikanya,
yaitu:

γ =


Keterangan:

▪ F = Gaya (N)
▪ γ = Tegangan Permukaan (Nm)
▪ d = Panjang Permukaan (m)

Contoh Tegangan Permukaan Zat Cair

Beberapa gejala yang dapat menunjukan tegangan permukaan zat cair yaitu sebagai
berikut:

▪ Serangga air yang bisa berjalan di permukaan air.
▪ Kenaikan batas air pada pipa kapiler atau terbentuknya buih dan gelombang pada

air sabun.
▪ Air yang keluar dari pipet berupa tetesan berbentuk bulat – bulat atau pisau silet

yang bisa mengapung diatas permukaan air (diletakkan dipermukaan air secara
hati – hati).

Menentukan Tegangan Permukaan secara Pipa
Kapiler

Cara penentuan tegangan permukaan secara pipa kapiler, antara lain yaitu:
▪ Sampel (misalnya minyak) dimasukkan ke dalam piala gelas dandiukur suhunya.
▪ Pipa kapiler dimasukkan ke dalam piala gelas yang berisi sampel.Sampel akan naik ke
pipa sampai ketinggian tertentu.
▪ Kenaikan sampel dalam pipa kapiler diukur dari permukaan sampeldalam piala gelas.

Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul – molekul di dalam zat cair. Dalam zat cair,
molekul – molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan gaya kohesi.
Gaya kohesi merupakan tarik – menarik antara molekul – molekul sejenis di dalam suatu zat cair.
Sedangkan, gaya adhesi merupakan tarik – menarik antara molekul – molekul lain yang gak
sejenis, yaitu bahan wadah dimana zat cari berada.

Apabila gaya adhesi lebih besar dari kohesi, seperti pada minyak dengan permukaan gelas maka
minyak akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas. Sehingga, minyak membasahi kaca dan
permukaan atas cairan akan melengkung (cekung).

Keadaan ini dapat menyebabkan cairan naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya
keatas sampai batas keseimbangan gaya keatas dengan gaya berat cairan tercapai. Sehingga,
minyak dapat naik ke atas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler.

Jika sudut kontak antara cairan dengan tabung kapiler lebih dari 23 derajat, maka bentuk
permukaan cairan tertekan ke bawah yang disebut meniskus cekung.

Rumus/persamaan menghitung tinggi rendahnya atau naik turunnya permukaan zat cair pada
pipa kapiler adalah:

h = (2 γ cosO) / (ρ.g.R)

Keterangan:

▪ h = Kenaikkan/penurunan zat cair dalam pipa (m)
▪ γ = Tegangan Permukaan (N/m)
▪ O = Sudut kotak (derajat)
▪ ρ = Massa jenis zat cair (hg/m³)
▪ R = Jari – jari pipa (m)

Contoh Soal Tegangan Permukaan

▪ Sebuah kawat yang panjangnya 24 cm berada di permukaan air dengan panjangnya sejajar
dengan permukaan. Koefisien tegangan permukaan air adalah 0,073 N/m. Gaya tambahan
di luar berat kawat yang diperlukan untuk menarik kawat adalah …

Penyelesaian :

Diketahui :
l = 24 cm = 24 x 10-2 m.
γ = 0,073 N/m

Ditanya : Gaya tambahan untuk menarik kawat (F)

Jawab :

F = γ . d = γ. 2l
F = 0,073 x 2 x 24 x 10-2
= 0,073 x 48 x 10-2
= 3,5 x 10-2 N

Jadi, gaya tambahan untuk menarik kawat (F) adalah sebesar 3,5 x 10-2 N.

2. Sebuah pipa kapiler dengan jari-jari (1 mm) dimasukkan kedalam air secara vertikal. Air
memiliki massa jenis (1 g/cm²) dan tegangan permukaan (1 N/m). Jika, sudut kontaknya (60
derajat) dan percepatan gravitasinya (10 m/s²). Maka hitunglah besar kenaikkan permukaan air
pada dinding pipa kapiler tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui:

▪ R = 1mm = 1 x 10⁻³ m
▪ ρ = 1 g/cm² = 100 kg/m³
▪ γ = 1 N/m
▪ O = 60 derajat
▪ g = 10 m/s²

Ditanya: h….?

Jawab:

▪ h = (2 γ cosO) / (ρ.g.R)
▪ = (2 x cos 60) / (1000 x-10 x 10⁻³)
▪ = 1/10 = 0,1 m = 10 cm

Jadi, permukaan air pada pipa kapiler naik setinggi 10 cm

Demikian penjelasan terkait tegangan permukaan rumus serta contoh soalnya. Semoga
bermanfaat!

Pengertian Kapilaritas

Kapilaritas merupakan segala gejala turun atau naiknya permukaan zat cair dalam pipa
yang sempit (pipa kapiler).
Gejala ini dapat disebabkan adanya gaya adhesi atau kohesi antara zat cair dengan
dinding celah itu. Akibatnya, bila pembuluh kaca dimasukkan dalam zat cair,
permukaannya menjadi tidak sama.

Rumus Kapilaritas

Manfaat Kapaliritas

1. Pada Manusia
Hemoglobin akan mengambil suatu oksigen dari paru paru & akan dilepaskan pada saat
sel darah merah (eritrosit) melewati pembuluh kapiler.
2. Pada Ikan
Pada suatu Filamen yang terdapat dipembuluh darah insang yang mengandung pembuluh
kapiler untuk memudahkan suatu proses pertukaran oksigen dan karbondioksida.
3. Pada Tumbuhan
Kapiler merupakan sebuah unsur dari rambut akar dan batang tumbuhan yang terjadi
sehingga air dan zat hara dari dalam tanah akan naik menuju batang, dahan, dan ranting
tumbuhan..

Kerugian Kapilaritas

• Dinding rumah akan menjadi retak karena pori pori dinding ini menyerap air
dalam tanah

• Lumut yang menempel pada sebuah dinding
• Cat pada dinding rumah menjadi rusak dikarenakan adanya air yang diserap oleh

dinding.

Contoh Kapilaritas dalam Kehidupan Sehari-hari

• Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor sehingga kompor dapat menyala.
• Naiknya minyak tanah pada sumber lampu tempel sehingga lampu itu menyala.
• Naiknya air pada musim hujan sehingga dinding rumah basah.
• Naiknya air tanah melalui akar dengan pembuluh-pembuluh tumbuhan.
• Air menggenang dapat diserap dengan kain pel, spons, atau kertas isap.
• Cairan tinta yang tumpah dapat diserap oleh kapur tulis atau kertas isap.

Contoh Soal dan Pembahasan
1. Sebuah pipa kapiler yang jari-jarinya 1 mm berisi raksa yang massa
jenisnya 13,6 g/cm3. Jika sudut kontak, tegangan permukaan, dan percepatan
gravitasi berturut-turut 120°, 1,36 N/m, 10m/s2, maka tentukan penurunan
raksa dalam pipa kapiler tersebut.
Penyelesaian :

Diketahui :
r =1 mm = 10-3 m
ρ = 13,6 g/cm3 = 13.600 kg/m3
θ = 120°, cos 120° = 0,5
γ = 1,36 N/m
g = 10m/s2
Ditanyakan : h = …

Jawab :

Jadi, penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut adalah sebesar 1 cm.

2. Berapa tinggi air yang naik dalam pipa yang jari-jarinya 0,15 mm jika
sudut kontaknya nol? γ untuk air adalah 0,073.

Penyelesaian :

Diketahui :
r = 0,15 mm = 1,5 x 10-4 m
ρ = 1.000 kg/m3
γ = 0,073 N/m
θ = 0°, cos 0° = 1
Ditanyakan : h = …

Jawaban :
Jadi, tinggi air dalam pipa = 9,93 cm