TEGANGAN PERMUKAAN DAN MENISKUS PADA FLUIDA STATIK

KELOMPOK 1 TEGANGAN PERMUKAAN
XI MIA 8 DAN MENISKUS PADA
FLUIDA STATIK

Nama Anggota:
• Nindya Ayu Safira
• Dewanti Inayya Gultom
• Alya Nurrachman
• Ahmad Fadli Lubis
• M. Ajrin Ramadhan
• Rizky Ananda Syahputra

SMA NEGERI 3 MEDAN

TEGANGAN PERMUKAAN DAN MENISKUS PADA FLUIDA
STATIK

A. Tegangan Permukaan

1. Pengertian Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan merupakan gaya atau tarikan ke bawah yang menyebabkan
permukaan cairan berkontraksi dan benda dalam keadaan tegang. Hal ini terjadi
disebabkan oleh gaya-gaya tarik yang tidak seimbang pada antar muka cairan.
Penyebab terjadinya tegangan permukaan itu, karena adanya kohesi di bawah zat cair
yang lebih besar dari pada kohesi di permukaan zat cair.

Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair
(fluida) yang berada dalam keadaan diam (statis). Besarnya tegangan permukaan
dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis cairan, suhu, dan, tekanan, massa
jenis, konsentrasi zat terlarut, dan kerapatan. Jika cairan memiliki molekul besar
seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Salah satu faktor yang
mempengaruhi besarnya tegangan permukaan adalah massa jenis/densitas (D),
semakin besar densitas berarti semakin rapat muatan-muatan atau partikel-partikel
dari cairan tersebut.

1. 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.

2. Rumus Dasar Pada Tegangan Permukaan

Keterangan:
Ƴ = tegangan permukaan (N/m)
F = Gaya (N)
d = Panjang permukaan (m)

3. Manfaat Tegangan Permukaan
• Penetrasi molekul lewat membran biologis.
• Pembentukan dan kestabilan emulsi dan dispersi partikel gak larut
• Dalam mempengaruhi penyerapan obat

4. Penerapan Tegangan Permukaan Dalam Kehidupan Sehari-hari
• Sabun cuci sengaja dibuat untuk mengurangi tegangan permukaan air
• Alkohol dan antiseptik
• Itik dan angsa bisa berenang dan terapung
• Serangga di permukaan air.
• Kenaikan batas air pada pipa kapiler
• Pisau silet yang bisa mengapung di atas permukaan air

B. Meniskus

Meniskus adalah peristiwa mencekung atau mencembungnya permukaan zat cair. Berdasarkan bentuk
permukaan zat cair. Meniskus dibedakan menjadi 2 yaitu:

• M e n i s k u s c e m b u n g : F adhesi < F kohesi
Contoh: apabila air raksa berada di dalam tabung reaksi maka pada permukaannya akan
berbentuk cembung. Air raksa tidak membasahi dinding kaca

• M e n i s k u s c e k u n g : F adhesi < F kohesi
Contoh: apabila air berada di dalam tabung reaksi maka pada permukaannya akan
berbentuk cekung. Air juga dapat membasahi dinding kaca

C. Kapilaritas

Kapilaritas diartikan sebagai gejala naiknya zat cair melalui celah sempit atau pipa
rambut. Celah sempit atau pipa rambut disebut sebagai pipa kapiler. Kapilaritas
disebabkan oleh adanya gaya adhesi dan gaya kohesi antara zat cair dengan dinding
pipa kapiler sehingga jika pembuluh kaca masuk ke dalam zat cair menyebabkan
permukaan zat cair menjadi tidak rata atau tidak sama. Ciri-ciri kapilaritas ditandai
dengan naiknya zat cair dalam pipa kapiler yaitu pipa yang luas penampangnya kecil.

Kapilaritas memiliki beberapa manfaat, antara lain: Minyak dapat naik melalui sumbu
kompor/lampu. Tumbuhan dapat memperoleh air dan mengantarkannya sampai
pucuk daun yang tertinggi guna melakukan fotosintesis. Air yang tumpah mudah
dibersihkan karena air mudah terserap oleh kain.

Rumus Kapilaritas

Keterangan:
h = naik turun permukaan fluida
ϒ = tegangan permukaan
P = massa jenis
Θ= sudut kontak
g = gravitasi
r = jari-jari pipa kapiler

CONTOH SOAL

1. Sebatang kawat dibengkokkan seperti huruf U. Kemudian, kawat kecil
PQ yang bermassa 0,2 gram dipasang dalam kawat tersebut. Setelah itu,
kawat tersebut dicelupkan kedalam cairan sabun dan diangkat vertikal,
jadi ada lapisan tipis sabun diantara kawat tersebut. Saat ditarik keatas,
kawat kecil mengalami gaya tarik keatas oleh lapisan sabun. Agar terjadi
keseimbangan, maka kawat kecil PQ digantungkan benda dengan
massa 0,1 gram. Jika panjang kawat PQ = 10 cm dan nilai gravitasi 9,8
m/s². Maka berapakah tegangan sabun tersebut?
Diketahui:
Massa kawat = 0,2 gram = 2 x 10-4 kg
Panjang kawat = 10 cm = 10⁻¹ m
Massa benda = 0,1 gram = 1 x 10-4 kg
Gravitasi (g) = 9,8 m/s²
Ditanya: Tegangan permukaan lapisan sabun?
Jawab:

2. Pada peristiwa tegangan permukaan diketahui gaya tegang 4 N. Jika panjang
permukaannya 20 cm, maka tentukanlah besar tegangan permukaannya!
Diketahui:
F=4N
L = 20 cm = 0,2 m
Ditanya: γ = .....?
Jawab:

3. Pada sebuah pipa kapiler memilik diameter 0,6 mm kemudian dimasukkan secara
tegak lurus ke dalam sebuah bejana yang berisi air raksa (ρ = 13.600 kg/m3).Sudut
kontak raksa dengan dinding pipa ialah 140o. Bila tegangan permukaan raksanya
yakni 0,06 N/m, maka berapa penurunan raksa dalam pipa kapiler tersebut? ( g = 9,8
m/s2) .
Diketahui :
d = 0,6 mm = 6×10-4 m
r = 3 x 10-4 m
γ = 0,06 N/m
Ρ (raksa) = 13.600 kg/m3
g = 9,8 m/s2
Θ = 140°
Ditanya: h = ....?

Jawab:
2 .

ℎ = . .
2. (0,06). 140°

ℎ = 13.600. (9,8). 3 10 − 4
−0,092

ℎ = 39,384
ℎ = −0,0023

4. Suatu tabung berdiameter 0,4 cm jika dimasukkan ke dalam air secara vertikal sudut
kontaknya 60°. Jika kenaikan air pada tabung adalah 2,5 cm, maka tentukanlah
tegangan permukaan air.
Diketahui:
d = 0,4 cm = 4×10-3 m
r = 2×10-3 m
Θ = 60°
h = 2,5 cm = 2,5×10-2 m
Ditanya: γ = ....?
Jawab: