Air yang terserap oleh tissue merupakan contoh kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari, lho!
Apa itu kapilaritas dan bagaimana rumusnya? Yuk, kita pelajari!
—
Halo, teman-teman! Apa kabar? Semoga baik, ya! Nah, kali ini, aku ingin mengajak kamu melakukan sebuah eksperimen, nih!
“Wah, eksperimen apa, tuh?”
Namanya, eksperimen kapilaritas! Pada eksperimen ini, kita akan membuktikan terjadinya peristiwa
kapilaritas
atau disebut juga dengan
gaya kapiler
.
Apa sih, kapilaritas itu?
Pengertian Kapilaritas
Kapilaritas adalah
gejala naik atau turunnya permukaan
fluida
dalam pipa sempit (kapiler)
. Untuk membuktikan peristiwa kapilaritas, kita bisa melakukan eksperimen sederhana seperti berikut ini. Adapun
alat dan bahan
yang kita butuhkan untuk melakukan eksperimen ini, antara lain:
3 buah gelas bening
Pewarna makanan biru dan kuning
Air
2 lembar
tissue
Nah, kalau sudah siap, langsung aja lakukan
langkah-langkah
eksperimen di bawah ini, ya! Langkah-langkahnya yakni sebagai berikut:
Siapkan 3 buah gelas bening, lalu susun berjajar ke samping. Anggap gelas kiri adalah gelas A, gelas tengah adalah gelas B, dan gelas kanan adalah gelas C.
Isi gelas A dan C dengan air, sedangkan untuk gelas B, biarkan kosong. Pastikan air di gelas A dan C tingginya sama, seperti pada gambar di bawah, ya!
Teteskan pewarna makanan kuning ke gelas A, lalu aduk merata hingga warna air berubah menjadi kuning.
Lakukan hal yang sama pada gelas C, tapi kali ini, gunakan pewarna makanan biru, sehingga air di gelas C berubah warna menjadi biru.
Selanjutnya, buatlah 2 gulungan
tissue
, lalu celupkan salah satu gulungan
tissue
di gelas A dan celupkan gulungan
tissue
lainnya di gelas C. Kemudian, letakkan ujung atas kedua
tissue
tersebut hingga tersampir di sisi gelas B.
Selesai! Sekarang kamu hanya tinggal menunggu beberapa saat hingga terjadi perubahan.
Setelah menunggu beberapa saat, apa yang terjadi?
Yap
!
Air yang berada di gelas A maupun gelas C
, akan
merambat naik melalui pori-pori
tissue
hingga akhirnya
menetes di gelas B
. Gelas B yang semula kosong, lama-kelamaan akan terisi dengan air berwarna
hijau
, yang merupakan
campuran
dari
air dari gelas A
yang berwarna kuning
dan air dari gelas C
yang berwarna biru.
Gimana? Sudah paham ya sama konsep kapilaritas? Sekarang, lanjut ke pembahasan berikutnya, yuk!
Penerapan Kapilaritas
Contoh penerapan kapilaritas dalam kehidupan salah satunya yaitu pada
kompor minyak tanah
. Pada kompor minyak tanah, peristiwa kapilaritas dimanfaatkan
agar
minyak tanah
yang berada di bagian bawah kompor,
bergerak naik melalui sumbu kompor
yang terbuat dari kain yang berpori-pori kecil, sehingga api dapat terus menyala.
Kompor minyak tanah (Sumber: aliexpress.com)
Baca juga:
Bunyi Hukum Archimedes, Rumus, dan Penerapannya
Rumus Kapilaritas
Pada peristiwa kapilaritas, kita bisa
menghitung naik atau turunnya permukaan fluida
. Nah, untuk menghitungnya, kita bisa menggunakan rumus seperti berikut.
Tegangan permukaan
pada rumus tersebut maksudnya adalah
gaya yang bekerja pada tiap satuan panjang bidang permukaan fluida
. Gaya ini timbul karena adanya gaya tarik menarik molekul fluida sehingga pada permukaan, seolah menimbulkan lapisan tipis yang mempunyai kecenderungan menyusut pada luasan permukaan. Itulah yang menyebabkan tetesan air akan berbentuk bulatan saat jatuh di udara.
Sedangkan
sudut kontak
yang dimaksud dalam rumus tersebut bisa kita peroleh dengan
mengukur sudut yang dibentuk antara (perpanjangan) meniskus dengan dinding wadahnya
. Meniskus sendiri merupakan bentuk yang seolah ‘melengkung’ pada fluida, yang dipengaruhi oleh sudut kontak.
Ada dua macam meniskus, yaitu
cekung dan cembung
.
Untuk
meniskus cekung
, sudutnya bernilai antara
0° – 90°
, sedangkan untuk
meniskus cembung
, sudutnya bernilai antara
90° – 180°
.
Coba perhatikan gambar di bawah ini untuk tahu
perbedaan
antara
meniskus cekung dan meniskus cembung
!
Perbedaan meniskus cekung dan meniskus cembung (Sumber: pdfslide.tips)
Dari gambar di atas, dapat dilihat bahwa saat terjadi
meniskus cekung
,
permukaan fluida
dalam pipa kapiler
akan naik
. Sebaliknya, saat terjadi
meniskus cembung
,
permukaan fluida
dalam pipa kapiler
akan turun
.
Meniskus cekung
terjadi pada
air
yang berada dalam wadah kaca, karena air memiliki
gaya adhesi lebih besar (kuat)
dibandingkan gaya kohesinya. Sebaliknya,
meniskus cembung
terjadi pada
raksa
yang berada dalam wadah kaca, karena raksa memiliki
gaya kohesi lebih besar
dibandingkan gaya adhesinya.
Hmm
.. apa itu gaya kohesi dan adhesi?
Kohesi dan Adhesi
Kohesi
adalah
gaya
tarik-menarik
antar partikel yang
sejenis
.
Sedangkan
adhesi
adalah
gaya tarik menarik
antar partikel yang
berbeda jenis
.
Jika
gaya kohesi lebih besar
daripada gaya adhesi, maka akan timbul
meniskus cembung
pada permukaan fluida. Contohnya yaitu
raksa
yang berada
dalam wadah kaca
.
Sebaliknya, jika
gaya adhesi lebih besar
daripada gaya kohesi, maka akan timbul
meniskus cekung
pada permukaan fluida. Contohnya yaitu
air
yang berada
dalam wadah kaca
.
Contoh Soal Kapilaritas
Sekarang, kita coba latihan soal, yuk! Perhatikan soal di bawah ini!
Sebuah tabung kaca kapiler dengan jari-jari 1 mm dimasukkan ke dalam air sehingga permukaan air dalam tabung kaca naik sebesar 5 cm. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m
3
dan tegangan permukaannya sebesar 0,5 N/m, maka berapakah besar sudut kontak antara permukaan air dan dinding tabung kaca?
Penyelesaian:
Jadi, besar sudut kontaknya adalah
60°
.
Nah, itu dia pembahasan kita tentang kapilaritas, mulai dari pengertian, contohnya dalam kehidupan sehari-hari, rumus, hingga pembahasan mengenai kohesi dan adhesi.
Gimana,
guys
? Sekarang, jadi lebih paham kan? Nah, kalau sudah paham, yuk coba kerjakan latihan soal dan tryout di
ruanguji
!
Sumber Gambar:
Gambar ‘Kompor minyak tanah’ [Daring]. Tautan: https://id.aliexpress.com/item/4001073682892.html (Diakses: 2 Desember 2021).
Gambar ‘Perbedaan meniskus cekung dan meniskus cembung’ [Daring]. Tautan: https://pdfslide.tips/documents/rpp-dan-lds-kohesi-adhesi.html (Diakses: 2 Desember 2021).
Artikel ini pertama kali ditulis oleh Aulia Annaisabiru E. dan telah diperbarui oleh Kenya Swawikanti pada 2 Desember 2021.