Contoh Soal Kapilaritas
Contoh Soal Kapilaritas - Pada topik sebelumnya kalian telah belajar mengenai tegangan permukaan, kohesi dan adhesi. Tegangan permukaan adalah kecendrungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya tertutup oleh suatu lapisan elastis. Kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang sejenis, dan adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang berlainan jenis. Nah, Pada topik kali ini kalian akan mempelajari tentang kapilaritas.
Pernahkah kalian berpikir bagaiman proses penyerapan air yang dilakukan oleh tanaman, dan mengapa pada kompor yang bersumbu minyak tanahnya bisa naik? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan di atas marilah kita pelajari dalam topik ini.
Kapilaritas akan tejadi pada pipa kapiler (tabung dengan diameter yang relatif sangat kecil). Gejala naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler disebut gejala kapiler atau kapilaritas. Gejala kapiler timbul karena gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya adhesi antara zat cair dan tabungnya. Zat cair akan naik sampai gaya ke atas sama dengan gaya ke bawah. Kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa kapiler dapat dirumuskan sebagai berikut.
Kapilaritas akan tejadi pada pipa kapiler (tabung dengan diameter yang relatif sangat kecil). Gejala naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler disebut gejala kapiler atau kapilaritas. Gejala kapiler timbul karena gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya adhesi antara zat cair dan tabungnya. Zat cair akan naik sampai gaya ke atas sama dengan gaya ke bawah. Kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa kapiler dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan
h = ketinggian naik atau turunnya zat cair (m)
ɣ = Tegangan permukaan (N/m)
𝞱 = Sudut kontak (sudut yang dibentuk oleh kelengkungan permukaan zat cair dengan dinding tabung)
ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
r = jari-jari pipa kapiler (m)
h = ketinggian naik atau turunnya zat cair (m)
ɣ = Tegangan permukaan (N/m)
𝞱 = Sudut kontak (sudut yang dibentuk oleh kelengkungan permukaan zat cair dengan dinding tabung)
ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
r = jari-jari pipa kapiler (m)
Penting
a. Untuk zat cair yang membentuk meniskus cekung (misalnya air), sudut kontaknya adalah lancip. Nilai cos 𝞱 bernilai positif, sehingga h bernilai positif. Hal ini menunjukkan arah rambatan zat cair naik.
b. Untuk zat cair yang membentuk meniskus cembung (misalnya raksa), sudut kontaknya adalah tumpul. Nilai cos 𝞱 bernilai negatif, sehingga h bernilai negatif. Hal ini menunjukkan arah rambatan zat cair turun.
b. Untuk zat cair yang membentuk meniskus cembung (misalnya raksa), sudut kontaknya adalah tumpul. Nilai cos 𝞱 bernilai negatif, sehingga h bernilai negatif. Hal ini menunjukkan arah rambatan zat cair turun.
Gejala Kapilaritas Dalam Kehidupan Sehari-Hari
1. Naiknya air tanah melalui akar dengan pembuluh-pembuluh tumbuhan.
2. Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor sehingga kompor dapat menyala.
3. Naiknya minyak tanah pada sumber lampu tempel sehingga lampu itu menyala.
4. Cairan tinta yang tumpah dapat diserap oleh kapur tulis atau kertas isap.
1. Naiknya air tanah melalui akar dengan pembuluh-pembuluh tumbuhan.
2. Naiknya minyak tanah pada sumbu kompor sehingga kompor dapat menyala.
3. Naiknya minyak tanah pada sumber lampu tempel sehingga lampu itu menyala.
4. Cairan tinta yang tumpah dapat diserap oleh kapur tulis atau kertas isap.
Contoh Soal
Berapakah penurunan ketinggian raksa dalam sebuah pipa yang berjari-jari 4 mm jika sudut kontak raksa dengan kaca sebesar 120o, tegangan permukaannya 0,642 N/m, dan massa jenis raksa 13600 kg/m3?
Berapakah penurunan ketinggian raksa dalam sebuah pipa yang berjari-jari 4 mm jika sudut kontak raksa dengan kaca sebesar 120o, tegangan permukaannya 0,642 N/m, dan massa jenis raksa 13600 kg/m3?
Penyelesaian
Diketahui:
r = 4 mm = 4 x 10-3 m
ɣ = 0,642 N/m
𝞱 = 120o
ρ = 13600 kg/m3
Ditanyakan: h ?
Jawab:
Diketahui:
r = 4 mm = 4 x 10-3 m
ɣ = 0,642 N/m
𝞱 = 120o
ρ = 13600 kg/m3
Ditanyakan: h ?
Jawab:
Tanda (-) menunjukkan arah rambatan zat cair ke bawah.
S1
Gejala naik atau turunnya permukaan cairan pada pipa sempit atau pipa kapiler disebut ....
S2
Minyak dalam kompor akan naik ke atas melalui sumbu. Hal ini disebabkan oleh ....
S3
Di bawah ini hubungan yang tepat antar besaran fisika dalam peristiwa kenaikan zat cair adalah ....
S4
Jika raksa berada di dalam pipa kapiler maka permukaan raksa tersebut akan ....
S5
Berikut ini merupakan contoh peristiwa kapilaritas, kecuali ....
S6
Air dalam pipa kapiler memiliki jari-jari 0,1 mm dan sudut kontak 60o. Jika besarnya tegangan permukaan air adalah 1 x 10-3 Pa.s, massa jenis air 1000 kg/m3, dan percepatan gravitasi bumi 10m/s2. Ketinggian naiknya air di dalam pipa kapiler adalah ....
S7
Naiknya air tanah melalui akar menuju pembuluh-pembuluh tumbuhan merupakan contoh dari gejala ....
S8
Gaya tarik menarik antar partikel yang tidak sejenis disebut ....
S9
Air yang memiliki massa jenis 1000 kg/m3 berada dalam pipa kapiler yang berjari-jari 1 cm. Air tersebut mengalami kenaikan permukan cairan sebesar 6 mm. Jika besar tegangan permukaan air adalah 6 x 10-1 N/m, maka besar sudut kontaknya adalah .....
S10
Air dalam pipa kapiler memiliki tekanan hidrostatis sebesar 0,1 Pa dan sudut kontak 60o. Jika besarnya tegangan permukaan air adalah 1 x 10-3 Pa.s, maka jari-jari pipa kapiler tersebut adalah ....