Dalam ilmu sains, terdapat banyak istilah-istilah yang jarang diketahui oleh orang awam. Salah satunya adalah viskositas atau kekentalan, yang kerap ditemui pada diskursus fisika atau kimia. Viskositas akan muncul ketika molekul-molekul di dalam sebuah cairan saling bergesekan.
Viskositas menjadi alasan diperlukannya usaha untuk mendayung perahu melalui air yang tenang. Ia juga merupakan jawaban dari mengapa dayung bisa bekerja. Kita juga bisa membandingkan laju kecepatan sebuah cairan melalui besaran kekentalan.
Agar dapat memahaminya lebih lanjut, kami sudah merangkum pengertian, jenis-jenis, rumus viskositas, dan penerapannya dalam industri. Simak penjelasannya berikut ini.
Apa itu Viskositas?
Viskositas adalah pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada kehidupan sehari-hari, viskositas diartikan sebagai “ketebalan” atau “pergesekan internal”. Gaya gesek tersebut melibatkan molekul-molekul yang menyusun suatu fluida.
Lantas, apa itu fluida? Fluida adalah zat yang dapat mengalir. Dalam hal ini, wujudnya bisa berupa zat cair maupun gas. Jadi, molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling bergesekan ketika fluida tersebut mengalir.
Pada zat cair, kekentalan disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik-menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, kekentalan disebabkan oleh tumbukan antara molekul.
Oleh karena itu, air yang “tipis”, memiliki kekentalan lebih rendah. Sedangkan madu yang “tebal”, memiliki kekentalan yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.
Jadi, viskositas adalah kekentalan suatu fluida yang disebabkan oleh adanya gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Viskositas juga disebut sebagai ketahanan fluida jika menerima gaya dari luar.
Besarnya satuan viskositas dinyatakan dengan η yaitu koefisien kekentalan. Nilai tersebut nantinya dapat digunakan dalam menentukan kecepatan aliran zat cair.
Satuan SI yang digunakan dalam koefisien viskositas adalah Pascal sekon (Pa. s) yang ditulis sebagai Ns/m2. Namun dalam satuan CGS, dirujuk sebagai Poise (P).
Jenis-Jenis Viskositas
Secara garis besar, viskositas diklasifikasikan menjadi dua jenis dalam analisanya. Setiap dua cairan yang berbeda dapat memiliki absolute viscosity yang sama tetapi tidak akan pernah memiliki dynamic viscosity yang sama karena perbedaan densitas.
Berikut perbedaan yang mencolok antara keduanya:
1. Absolute Viscosity
Absolute viscosity disebut juga sebagai dynamic viscosity. Ia merupakan kekuatan kekentalan dalam fluida. Dipopulerkan oleh Jean Leonard Poiseuille, absolute viscosity menunjukkan bahwa tiap spesimen memiliki kecepatan aliran darah yang berbeda.
Jenis ini direpresentasikan dengan simbol μ. Biasanya, ia dinyatakan sebagai rasio tegangan geser terhadap regangan geser. Satuan pengukurannya adalah Pascal second (Pa. s) dan diukur dalam centipoise (cP),
2. Dynamic Viscosity
Dynamic viscosity juga dikenal sebagai kinematic viscosity atau diffusivity of momentum. Faktor utama dari pengukuran ini adalah gaya gravitasi. Hal ini berarti massa fluida langsung berdampak pada gerak zat.
Rasio dynamic viscosity berpengaruh terhadap densitas sebuah cairan. Berdasarkan sistem internasional, ia memiliki simbol v dan satuan m2/s.
Rumus Viskositas
Viskositas diukur melalui rasio tegangan geser dengan gradien kecepatan dalam fluida. Contohnya, jika sebuah bola dijatuhkan ke dalam cairan, maka kekentalan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
µ = Viskositas (Pa.s atau N.s/m²)
r = Jari-jari benda (m)
g = Gaya gravitasi bumi (m/s²)
Pb = Massa jenis benda (kg/m³)
Pf = Massa jenis fluida (kg/m³)
v = Kecepatan benda (m/s)
Selain itu, hubungan massa jenis terhadap viskositas berbanding lurus. Ketika hanya massa jenis benda yang meningkat, hal ini akan memperbesar nilai bagian (Pb – Pf), dan akan membuat nilai viskositas juga meningkat atau mengalami perbedaan nilai.
Pengaplikasian Pada Industri
Tahukah Anda jika kekentalan sangat membantu kehidupan kita sehari-hari? Bahkan, eksistensinya sangat dibutuhkan dalam pekerjaan tertentu. Berikut contoh penerapan viskositas:
1. Perminyakan
Temperatur permukaan yang rendah mempengaruhi performa aliran minyak pada sistem pipa transportasi minyak berat. Hal ini dikarenakan penurunan temperatur dapat meningkatkan kekentalan yang mengakibatkan minyak sulit untuk mengalir.
Sensor pada pipa minyak mentah akan mengukur kekentalan fluida sebagai penentu tekanan yang harus ditambahkan sehingga aliran minyak dapat tetap stabil.
2. Bahan Pangan
Viskositas digunakan hampir di setiap proses produksi bahan pangan. Kekentalan antara saus, mayones, kecap, tentu akan berbeda, sehingga pengukuran temperatur pada kekentalan sangat dibutuhkan untuk menghasilkan konsentrasi makanan yang sesuai.
Kekentalan juga dapat berfungsi sebagai uji mutu suatu produk, karena kekentalan dapat memisahkan antara zat makanan yang berkualitas atau tidak.
3. Otomotif
Setiap mesin membutuhkan oli atau pelumas dengan tingkat kekentalan yang berbeda. Kekentalan ini berkaitan dengan seberapa besar resistensi nya untuk mengalir.
Maka dari itu, kekentalan oli sangat diperhitungkan untuk mengurangi gaya gesek antara mesin guna mencegah terjadinya keausan. Contohnya yaitu piston. Oli akan memisahkan kedua permukaan yang berhubungan sehingga gesekan pada piston dapat diperkecil.
4. Manufaktur
Hampir sama seperti otomotif, kekentalan berperan dalam pengukuran kekentalan pelumas yang akan digunakan suatu mesin. Jika pelumas memiliki kekentalan yang terlalu tinggi, maka pelumas tersebut justru bisa menyumbat mesin dan menghambat proses manufaktur.
Apabila pelumas memiliki kekentalan yang terlalu rendah, maka komponen manufaktur tersebut akan mendapat sedikit perlindungan saat bergerak.
Kesimpulan
Setelah membaca rangkuman di atas, apakah Anda kini dapat lebih memahami istilah viskositas? Intinya, viskositas atau kekentalan adalah nilai atau tingkat kekentalan dari suatu fluida terhadap benda pengukurnya. Ia terbagi menjadi dua jenis, yakni absolut dan dinamis.
Walaupun tidak secara langsung digunakan dalam kehidupan sehari-hari, nyatanya kekentalan sangat berpengaruh pada industri seperti perminyakan, bahan pangan, otomotif, hingga manufaktur.
Dengan demikian, tulisan kami akan memudahkan Anda dalam memahami konsep dalam perhitungan besaran viskositas.
Solar Industri menyediakan layanan pembelian Bio Solar B30 dan Marine Fuel Oil untuk kebutuhan bunkering kapal dan menunjang kebutuhan produksi pasar industri di Indonesia. Mulai pesan segera dan kirimkan penawaran Anda melalui kontak kami.
