GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
KAPILARITAS MATERI POKOK 1. Pengertian Kapilaritas 2. Penentuan Kenaikan atau Penurunan Kapilaritas 3. Peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari 4. Keuntungan kapilaritas dalam Kehidupan Sehari-hari 5. Kerugian Kapilaritas dalam Kehidupan Sehari-hari TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Menjelaskan gejala kapilaritas 2. Menganalisis persamaan gejala kapilaritas 3. Menemukan contoh gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari 4. Menemukan keuntungan gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari 5. Menemukan kerugian gejala kapilaritas KATA KUNCI 1. Adhesi 2. Celah Sempit 3. Diameter 4. Gejala Kapiler 5. Kohesi 6. Pipa kapiler 7. Pipa Rambut 8. Sudut Kontak 9. Tegangan Permukaan PENGANTAR Pada musim hujan, sering ditemukan bagian dalam tembok rumah menjadi lembab atau basah. Padahal, tembok tersebut tidak terkena hujan. Atau, kadang kita menemukan lantai rumah menjadi basah, padahal tidak ada air yang tumpah di atasnya. Mengapa peristiwa ini bisa terjadi? Atau peristiwa yang satu ini juga sering kita alami. Ketika merendam pakaian di dalam ember, mungkin ada bagian pakaian yang tidak terendam ke dalamnya. Setelah beberapa saat kemudian, bagian yang tidak terendam tersebut ikut menjadi basah.
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
Mengapa bisa terjadi demikian? Apakah peristiwa ini ada kaitannya dengan meresapnya air hujan pada bagian dalam tembok rumah? Penjelasan jawaban mengenai kedua peristiwa di atas akan dibahas pada materi ini, yaitu tentang kapilaritas. Selain kedua peristiwa di atas, juga akan dijelaskan beberapa contoh peristiwa yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan kapilaritas. Dari peristiwa tersebut, juga akan dijelaskan tentang keuntungan dan kerugian dari kapilaritas. MATERI 1. Apa itu kapilaritas? Kapilaritas atau gejala kapiler adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair melalui celah sempit atau pipa rambut yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair. Celah sempit atau pipa rambut ini disebut sebagai pipa kapiler. Kapilaritas ini terjadi karena pengaruh adhesi dan kohesi. Semakin sempit diameter pipa semakin besar kenaikan zat cair. 2. Bagaimanakah pengaruh adhesi dan kohesi terhadap peristiwa kapilaritas? Zat cair akan naik melalui pipa kapiler apabila zat cair membasahi tabung yaitu ketika gaya adhesi zat cair lebih besar daripada gaya kohesi. Hal ini disebabkan gaya tegangan permukaan sepanjang dinding tabung bekerja ke arah atas. Ketinggian maksimum terjadi pada saat gaya tegangan permukaan setara atau sama dengan berat zat cair yang berada dalam pipa kapiler. Permukaan zat cair akan turun apabila zat cair tidak membasahi tabung yaitu pada saat gaya kohesi lebih besar daripada gaya adesi. Ketika permukaan zat cair naik di dalam pipa kapiler sudut kontak yang terbentuk kurang dari 90⁰ dan ketika permukaan zat cair turun di dalam pipa kapiler maka sudut kontak yang terbentuk lebih dari 90⁰. Sudut kontak merupakan sudut yang terbentuk oleh lengkungan. Kohesi merupakan gaya tarik menarik antara molekul-molekul dalam zat sejenis, sedangkan adhesi merupakan gaya tarik menarik antara molekul-molekul zat yang tidak sejenis. 3. Bagaimanakah menentukan kenaikan atau penurunan kapilaritas cairan? Untuk memahami bagaimana menentukan kenaikan atau penurunan cairan pada pipa kapiler, perhatikanlah gambar berikut ini.
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
Permukaan zat cair mengadakan kontak dengan pipa sepanjang 2r. Gaya tegangan permukaan di tiap-tiap titik membentuk sudut dengan garis vertikal. Dari persamaan tegangan permukaan, diperoleh F d . d merupakan pipa yang mengdakan kontak dengan zat cair yang besarnya 2r. oleh karena itu,
resultan gaya ke atas adalah: F 2r cos ---(1)
Berat zat cair dalam pipa setinggi h ialah w = mg. Karena m V , V Ah , dan A r 2 , maka persamaan (1) di atas dapat ditulis menjadi:
w r 2 hg ---(2) Resultan gaya yang mengangkat zat cair ke atas = gaya berat zat cair dalam pipa setinggi h, yaitu: F W ---(3)
Dengan mensubtitusi persamaan (1) dan (2) ke dalam persamaan (3), maka diperoleh persamaan 2 rcos = r2 hg. Persamaan ini dapat disederhanakan menjadi:
h
2 cos ---(4) gr
Keterangan:
h kenaikan atau penurunan cairan dalam pipa kapiler (m) tegangan permukaan (N.m-2) sudut kontak (0)
massa jenis (kg.m-3) g percepatan gravitasi bumi (9,8 m.s-2) r jari-jari pipa kapiler (m) Jadi, persamaan di atas adalah persamaan umum yang digunakan untuk menentukan kenaikan atau penurunan airan dalam pipa kapiler. 4. Bagaimanakah contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari? Beberapa contoh perisitiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut. a. Naiknya air dan zat hara nelalui akar pada tumbuhan hijau b. Naiknya minyak pada sumbu lampu minyak
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
c. Menetesenya air pada ujung kain atau pada ujung kertas. d. Menyebarnya tinta di atas permukaan kertas e. Air yang tergenang dapat diserap oleh kain pel maupun spons. f. Basahnya dinding dalam rumah pada waktu musim hujan. 5. Bagaimanakah manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari? Manfaat kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalahs sebagai berikut. a. Pada manusia: hemoglobin (Hb) akan mengambil oksigen dari paru-paru akan dilepaskan pada saat sel darah merah (eritrosit) melewati pembuluh kapiler. b. Pada ikan: filamen pada pembuluh darah insang mengandung pembuluh kapiler untuk memudahkan proses pertukaran oksigen dan karbondioksida. c. Pada tumbuhan: rambut akar dan batang tumbuhan terdiri dari pembuluh kapiler sehingga air dan zat hara dari dalam tanah akan naik menuju batang, dahan, dan ranting tumbuhan. 6. Bagaimanakah kerugian kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari? Kerugian kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut. a. Dinding rumah bagian dalam menjadi basah pada musim hujan. Air hujan yang mengenai dinding luar dapat merembes ke dinding dalam melalui pori-pori dinding. Pori-pori dalam dinding terbentuk karena campuran adukan semen yang tidak tepat (terlalu banyak mengandung air). Untuk mengatadi masalah ini, tentu saja campuran adukan semen haruslah tepat, sehingga tidak terbentuk pori-pori yang dapat berfungsi sebagai pipa kapiler. b. Lumut yang menempel pada dinding c. Cat pada dinding rumah menjadi rusak karena air yang diserap oleh dinding. RANGKUMAN 1. Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair di dalam pipa kapiler. 2. Kapilaritas terjadi karena adanya gaya kohesi dan adhesi. 3. Persamaan untuk menentukan kenaikan atau penurunan pipa zat cair pada pipa kapiler: h
2 cos gr
4. Contoh peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari: Naiknya air dan zat hara nelalui akar pada tumbuhan hijau Naiknya minyak pada sumbu lampu minyak Menetesenya air pada ujung kain atau pada ujung kertas.
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
Menyebarnya tinta di atas permukaan kertas Air yang tergenang dapat diserap oleh kain pel maupun spons. Basahnya dinding dalam rumah pada waktu musim hujan. SOAL-SOAL 1.
Percobaan tentang tetesan air di atas daun keladi diperoleh data sebagai berikut. No
Nama Zat
Hasil Pengamatan
1.
Air murni
Tidak membasahi permukaan daun dan air berbentuk bulat
2.
Air murni bercampur sabun
Membasahi permukaan daun dan air menyebar
Uraikanlah pernyataan yang sesuai dengan hasil pengamatan tersebut! Penjelasan: Air murni berbentuk bulatan dan tidak membasahi daun disebabkan karena gaya kohesi air lebih besar daripada gaya adhesi air dengan permukaan daun. Saat menambahkan deterjen ke air murni gaya kohesi air menurun sehingga air tidak lagi berbentuk bulatan melainkan mehyebar membasahi daun. 2.
Tuliskan minimal 3 gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari! Contoh gejala kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari a. b. c. d. e.
Merembesnya air pada dinding rumah Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor/lampu minyak tanah Menyebarnya tinta pada tissue/kertas Penyerapan air oleh akar tanaman Air yang membasahi serbet/tissue
PEMBAHASAN SOAL-SOAL 1. Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam pipa kapiler berbanding lurus dengan… A. sudut kontak permukaan fluida dan jari-jari pipa kapiler B. jari-jari pipa kapiler dan massa jenis fluida C. massa jenis fluida dan tegangan permukaan D. tegangan permukaan fluida dan sudut kontak permukaan fluida E. sudut kontak permukaan fluida dan jari-jari pipa kapiler DAFTAR PUSTAKA Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Ke lima Jilid 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga. Halliday, dkk. 2010. Fisika Dasar Jilid 7 Edisi ke 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga.
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
GENERAL MATTER BANKING
KAPILARITAS
Sears, F. W. dan Zemansky, M.W. 2001. Fisika universitas jilid 1. Jakarta : Erlangga. Serway , A. Raymond dan John W. Jewett. 2009. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta: Penerbit Salemba Teknika. Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan Dr. Bambang Soegijono). Jakarta: Erlangga. Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas, Terjemahan. Erlangga : Jakarta.
SYAMSUL BAHRI - 2016
dosenmuda.com
