Pengukuran Rapatan Massa Dengan Berbagai Cara.docx

TEORI TAMBAHAN Pada dasarnya suatu benda dalam wujud makroskopis dapat dibedakan atas benda padat dan fluida. Wujud benda yang terakhir ini dibedakan dengan yang pertama, karena fluida dapat mengalir atas dirinya sedang benda padat tak dapat. Karena zat yang dapat mengalir itu hanyalah zat cair dan gas, maka keduanya termasuk fluida (Renreng, 1984: 220). Kerapatan suatu fluida, dilambangkan dengan huruf ρ (rho), didefinisikan sebagai massa fluida persatuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk mengkateristikkan massa sebuah sistem fluida. Dalam sistem BG, ρ mempunyai satuan slugs/ft3 dan dalam satuan SI adalah kg/m3. Nilai kerapatan dapat bervariasi cukup besar di antara fluida yang berbeda, namun untuk zat-zat cair, variasi tekanan dan temperatur umumnya hanya memberikan daftar nilai kerapatan beberapa zat cair yang umum. Kerapatan air pada 60oF adalah 1,94 slugs/ft3 atau 999 kg/m3. Perbedaan yang besar dari kedua nilai tersebut menunjukkan pentingnya kita memperhatikan satuan. Tidak seperti zat cair, kerapatan sebuah gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan temperaturnya (Bruce, 2003: 14). Ada suatu perbedaan di dalam cara sebuah gaya permukaan bereaksi pada suatu fluida dan pada suatu benda padat. Untuk suatu benda padat tidak ada batasanbatasan pada gaya arah seperti itu, tetapi untuk suatu fluida yang diam maka gaya permukaan harus selalu diarahkan tegak-lurus kepada permukaan. Karena suatu fluida yang diam tidak dapat menahan sebuah gaya tangensial; lapisan-lapisan fluida tersebut akan meluncur di atas lapisan lainnya bila fluida tersebut dipengaruhi oleh gaya seperti itu. Sesungguhnya, ketidakmampuan fluida untuk menolak gaya-gaya tangensial seperti itu (atau tegangan geser) yang memberikan kemampuan karakteristik kepada fluida tersebut untuk mengubah bentuknya atau untuk mengalir (Halliday, 1985: 554). Rapat gas-gas bisa dihitung dengan menggunakan persamaan keadaan gas atau (Hukum Boyle dan Charles) ..........(1.1) dimana P adalah tekanan mutlak dalam pascal, vs volume spesific per satuan massa m3/kg, suhu T adalah suhu mutlak dalam derajat Kelvin (273 + oCelcius) dan R merupakan tetapan gas dalam J/kg K. Karena ρ=1/vs persamaan di atas bisa dituliskan ρ = ……….(1.2) Pada peristiwa-peristiwa khususnya yang berkenaan dengan cairan digunakan hasil kali ini yang disebut berat spesifik. Dalam satuan SI akhirnya kata spesifik harus digunakan semata-mata untuk menguraikan sifat-sifat per satuan massa dan istilah berat spesifik tidak lagi digunakan (Gilles, 1996: 2). Berbeda dengan kerapatan, berat jenis adalah bilangan murni tanpa dimensi yang dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok. Berat

jenis didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air, harga kedua zat itu ditentukan pada temperatur yang sama, jika tidak dengan cara lain yang khusus. Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama pada suhu 4oC atau temperatur lain yang tertentu. Berat jenis dapat ditentukan dengan piknometer, neraca Mohr-Westphal dan hidrometer (Martin, 1990: 8). Hidrometer digunakan untuk menunjukkan berat jenis zat cair. Dapat juga digunakan untuk mengukur massa jenis cairan secara langsung, misalnya massa jenis aki. Hidrometer mempunyai bentuk tabung atau pipa tertutup dengan diameter yang berbeda-beda. Perangkat hidrometer yang satu untuk cairan yang lebih besar berat jenisnya daripada berat jenis air, dan yang kedua untuk zat cair yang lebih ringan (Subroto, 2000: 63). Konsep kerja hidrometer berdasarkan gaya ke atas di dalam zat cair. Semakin dalam panjang hidrometer yang tengelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih kecil dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya gaya apung yang dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannnya besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal). Piknometer digunakan sebagai alat bantu dalam mengukur berat jenis bitumen. Berat jenis bitumen adalah perbandingan antara berat bitumen dengan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Piknometer berbentuk seperti gelas beker dengan penutup dan skala millimeter (Anonim3, 2009). Prinsip Archimedes menyatakan benda yang seluruhnya atau sebagian tenggelam dalam fluida mengalami gaya apung sebesar berat fluida yang dipindahkan. Gaya apung ini dianggap bekerja dalam arah vertikal ke atas dan melalui titik pusat gravitasi. Gaya mengapung (bouyant force) pada sebuah benda yang direndam adalah F(ke atas) = Vg (ρf – ρo) …(1.4) dengan Vg adalah volume benda, ρf adalah massa jenis fluida, dan ρo adalah massa jenis benda (Bueche, 1989; 115).