Pengertian dan Jenis-jenis Koloid

DEFINISI

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ).
Contoh:
Mayones dan cat, mayones adalah campuran homogen di air dan minyak dan cat adalah campuran homogen zat padat dan zat cair.

Perbedaan larutan sejati, sistem koloid, dan suspensi kasar.
Keterangan:
1. Larutan sejati
2. Sistem koloid
3. Suspensi Kasar

Jumlah fase
1. 1
2. 2
3. 2
Distribusi partikel
1. Homogen
2. Heterogen
3. Heterogen
Ukuran partikel
1. <10-7>10-5cm
Penyaringan
1. Tidak dapat disaring
2. Tidak dapat disaring, kecuali dengan penyaring ultra
3. Dapat disaring
Kestabilan
1. Stabil, tidak memisah
2. Stabil, tidak memisah
3. Tidak stabil, memisah
Contoh
1. Larutan gula, larutan garam, Udara bersih
2. Tepung kanji dalam air, Mayones, Debu di udara
3. Campuran pasir dan air, Sel darah merah dan plasma putih dalam plasma darah.


Jenis – jenis koloid

Thomas Graham : Penemu Ilmu Kimia Koloid

Thomas Graham (1805-1869) adalah ahli kimia Skotlandia, penemu Hukum Graham penemu ilmu kimia koloid, penemu beberapa istilah kimia koloid antara lain koloid, difusi, osmosis, sol, jel, peptisasi, seneresis, kristaloid, dan sebagainya. Ia lahir di Glasgow, Skotlandia, pada tanggal 20 Desember 1805 dan meninggal di London pada tanggal 11 september 1869 pada umur 64 tahun. Ayahnya menginginkan dia menjadi pendeta, tapi ketika masih kuliah di Glasgow, Graham jatuh cinta pada ilmu fisika. Ayahnya sangat marah dan tidak mau lagi membiayai kuliah dan kebutuhan hidupnya. Graham malah senang karena bebas dari tekanan orang tua. Ia lalu mencari nafkah sebagai pengarang dan guru, sambil melanjutkan kuliahnya. Ia lulus pada tahun 1826 pada umur 21 tahun.

Empat tahun kemudian ia diangkat jadi guru besar pada institut tersebut. Pada tahun 1837 ia juga jadi guru besar di University College di London. Mula-mula Graham hanya tertarik pada difusi gas. Ia mengisi sebuah wadah dengan Hydrogen dan Oksigen. Bagian atas wadah itu diisi Hydrogen. Bagian bawah diisi Oksigen. Tak lama kemudian kedua gas itu bercampur. Padahal Oksigen lebih berat dari pada Hydrogen. Meskipun demikian Oksigen bergerak keatas melawan hukum gravitasi. Pada tahun 1831 ia menemukan hukum Graham yang bunyinya: “Laju difusi gas berbanding berbalik dengan akar kerapatan gas tersebut”. Proses difusi Hydrogen berlangsung 4 kali lebih cepat dari pada Oksigen karena molekul oksigen 16 kali lebih rapat dari pada molekul Hydrogen.

Evapotranspirasi

Proses dan pengertian evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah kombinasi proses kehilangan air dari suatu lahan bertanaman melalui evaporasi dan transpirasi. Evaporasi adalah proses dimana air diubah menjadi uap air (vaporasi, vaporization) dan selanjutnya uap air tersebut dipindahkan dari permukaan bidang penguapan ke atmosfer (vapor removal). Evaporai terjadi pada berbagai jenis permukaan seperti danau, sungai lahan pertanian, tanah, maupun dari vegetasi yang basah. Transpirasi adalah vaporisasi di dalam jaringan tanaman dan selanjutnya uap air tersebut dipindahkan dari permukaan tanaman ke atmosfer (vapor removal). Pada transpirasi, vaporisasi terjadi terutama di ruang antar sel daun dan selanjutnya melalui stomata uap air akan lepas ke atmosfer. Hamper semua air yang diambil tanaman dari media tanam (tanah) akan ditranspirasikan, dan hanya sebagian kecil yang dimanfaatkan tanaman (Allen et al. 1998).

Evapotranspirasi terbagi atas beberapa jenis, yaitu Evapotranspirasi Potensial, Evapotranspirasi standar, Evapotranspirasi Tanaman, Evapotranspirasi actual.

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Evapotranspirasi :

• Parameter-parameter iklim

• Faktor-faktor tanaman dan tanah

• Kondisi lingkungan dan pengelolaan

Kondisi lingkungan dan pengelolaan

Prinsip Dioda - Dioda, Zenner dan LED

Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik.

Dioda

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 1 : Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron.

Hubungan Efek Rumah Kaca, Pemanasan Global dan Perubahan Iklim

Secara umum iklim sebagai hasil interaksi proses-proses fisik dan kimiafisik parameternya, seperti suhu, kelembaban, angin, dan pola curah hujan yang terjadi pada suatu tempat di muka bumi. Untuk mengetahui kondisi iklim suatu tempat, menurut ukuran internasional diperlukan nilai rata-rata parameternya selama kurang lebih 30 tahun. Iklim muncul akibat dari pemerataan energi bumi yang tidak tetap dengan adanya perputaran/revolusi bumi mengelilingi matahari selama kurang lebih 365 hari serta rotasi bumi selama 24 jam. Hal tersebut menyebabkan radiasi matahari yang diterima berubah tergantung lokasi dan posisi geografi suatu daerah. Daerah yang berada di posisi sekitar 23,5 Lintang Utara – 23,5 Lintang Selatan, merupakan daerah tropis yang konsentrasi energi suryanya surplus dari radiasi matahari yang diterima setiap tahunnya (MenLH, 2003).

Secara alamiah sinar matahari yang masuk ke bumi,

cuaca - iklim

Pengertian Cuaca dan Iklim

Cuaca dan iklim sama-sama mengacu pada keadaan atmosfer pada suatu tempat dan waktu tertentu. Cuaca dan iklim berbeda dalam rentang waktu dan luas tempat. Cuaca didefinisikan sebagai keadaan atmosfer pada daerah dan waktu tertentu. Iklim adalah keadaan atmosfer pada daerah yang lebih luas dalam kurun waktu yang panjang. Dengan kata lain iklim adalah rata-rata cuaca dalam periode waktu yang panjang dan daerah yang lebih luas.

Kita dapat mengetahui cuaca di suatu tempat dengan mengukur langsung keadaan cuaca di tempat tersebut. Namun, untuk mengetahui iklimnya kita memerlukan rekaman data keadaan atmosfer di tempat tersebut puluhan tahun yang lalu. Jika kita mengukur suhu atmosfer, tekanan udara, atau curah hujan pada jam 5 sore di halaman rumah, maka yang kita lakukan adalah untuk mengetahui cuaca di halaman rumah pada jam tersebut. Sedangkan untuk mengetahui iklim di halaman rumah kita tersebut dilakukan dengan cara merata-ratakan data suhu, tekanan, atau curah hujan yang telah kita kumpulkan dalam waktu puluhan tahun.

Oleh karena itu, dapatlah dipahami, informasi yang diberitakan oleh media televisi maupun surat kabar setiap hari adalah prakiraan cuaca bukan prakiraan iklim.

Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Telah dijelaskan di atas bahwa cuaca dan iklim menyatakan keadaan atmosfer. Pertanyaan selanjutnya adalah apakah keadaan atmosfer tersebut? Jika kita membicarakan keadaan maka kita membicarakan sesuatu yang diukur. Apakah yang diukur jika kita ingin mengetahui keadaan atmosfer? Yang kita ukur adalah unsur-unsur cuaca dan iklim. Unsur-unsur cuaca dan iklim yang utama adalah suhu udara, tekanan udara, kelembapan udara, curah hujan, durasi (lamanya) penyinaran matahari, kecepatan angin, serta perawanan, embun, dan kabut.

alat-alat klimatologi

Menentukan iklim suatu daerah diperlukan data yang telah terkumpul lama, hasil dari pengukuran alat ukur khusus yang disebut instrumentasi klimatologi. Instrumentasi tak jauh beda bahkan kadang sama dengan instrumentasi meteorologi. Alat-alat ini harus tahan setiap waktu terhadap pengaruh-pengaruh buruk cuaca sehingga ketelitiannya tidak berubah. Pemeliharaan alat akan membuat ketelitian yang baik pula sehingga pengukuran dapat dipercaya. Data yang terkumpul untuk iklim diperlukan waktu yang lama, tak cukup satu tahun bahkan 10-30 tahun.

Pemasangan alat di tempat terbuka memerlukan persyaratan tertentu tertentu agar tak salah ukur misalnya dipikirkan tentang halangan berupa bangunan-bangunan dekat alat ataupun pepohonan. Alat-alat pengukur memerlukan penetapan waktu tertentu mengikuti prosedur tertentu yang sama di semua tempat. Maksudnya agar data dapat dibandingkan sehingga perbedaan data bukanlah akibat kesalahan prosedur tapi betul-betul karena iklimnya berbeda. Jadi perlu keseragaman dalam: peralatan, pemasangan alat, waktu pengamatan dan pengumpulan data.

Alat-alat yang umum digunakan di stasiun klimatologi data cuaca menghasilkan data yang makro. Alat-alat terbagi dua golongan, manual dan otomatis (mempunyai perekam). Unsur-unsur iklim yang diukur adalah: radiasi surya, suhu udara dan suhu tanah, kelembapan udara, curah hujan, evaporasi dan angin.

RADIASI

Alat ukur radiasi umumnya dua tipe:

1) pengukur jumlah energi radiasi (Cal/cm2/waktu)

2) pengukur lamanya penyinaran surya (jam).

Tipe pertama contohnya :

penyearah arus ac ke dc

Rectifier (AC to DC adapter)

Hampir semua pembangkit listrik menghasilkan listrik dalam bentuk listrik arus bolak-balik (Alternating Current). Akan tetapi sebagian besar peralatan rumah tangga menggunakan energi listrik dalam bentuk listrik arus searah. Oleh karenanya kita memerlukan adapter arus atau penyearah. Rangkaian penyearah ini dibentuk dari rangkaian dioda.Penyearah ini berfungsi untuk melewatkan gelombang listrik dalam satu arah saja. Terdapat dua jenis rangkaian dioda sebagai penyearah, yaitu setengah gelombang dan gelombang penuh.

Half wave rectifier

Penyearah setengah gelombang dapat dibentuk dengan hanya merangkaikan sebuah dioda ke sumber tegangan bolak balik, seperti terlihat pada Gambar 1, sedangkan grafik sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang.

Gambar 2. Sinyal masukan dan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang.

Dioda dalam rangkaian ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal masukan ( bagian a dan c) dan menahan siklus negatifnya (bagian b dan d). Sehingga sinyal keluaran berupa siyal sinus setengah gelombang saja.

Full wave rectifier

Terdapat dua cara untuk membentuk rangkaian penyearah gelombang penuh, yaitu dengan menggunakan rangkaian jembatan (Gambar 3) dan rangkaian center tap (Gambar 4). Sedangkan sinyal masukan dan keluaran dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 3. Rangkaian penyearah gelombang penuh menggunakan jembatan dioda.

Gambar 4. Rangkaian penyearah gelombang penuh menggunakan center tap.

Gambar 5. Sinyal masukan dan keluaran dari rangkaian penyearah gelombang penuh.

Dalam rangkaian yang ditunjukan oleh Gambar 3, ketika sinyal masukan adalah bagian a, maka dioda nomor 2 dan 4 mendapatkan bias maju (1 dan 3 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian a. Sedangkan ketika sinyal masukan adalah siklus negatif, maka dioda 1 dan 3 mendapatkan bias maju (2 dan 4 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangan output adalah bagian b yang dibalik (tegangan R_Ladalah positif).

Untuk rangkaian seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4, ketika Vin1 siklus positif (Vin2 adalah negatif), maka dioda 1 mendapatkan bias maju (dioda 2 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus R_L adalah dari positif ke ground, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk a. Sedangkan ketika Vin1 siklus negatif (Vin2 adalah positif), maka dioda 2 mendapatkan bias maju (dioda 1 mendapatkan bias mundur), dengan arah arus beban yang masih tetap, sehingga bentuk tegangannya adalah bentuk b.

Filter Adding

Dengan bentuk gelombang tegangan keluaran seperti pada Gambar 3, maka tegangan DC-nya masih mengandung tegangan riak yang sangat besar, sehingga jika digunakan sebagai catu daya, akan mengganggu kinerja peralatan. Salah satu cara untuk mengurangi tegangan riak ini adalah dengan menambahkan rangkaian tapis RC seperti terlihat pada Gambar 6, dengan tegangan masukan dan keluaran seperti pada Gambar 7.

Gambar 6. Penambahan filter RC.

Gambar 7. Bentuk sinyal input dan output penyearah berfilter.

Tegangan keluaran dari penyearah ini memiliki tegangan riak yang lebih kecil jika dibandingkan dengan rangkaian sebelumnya. Karena ketika tegangan turun, maka muatan listrik yang tersimpan dalam kapasitor akan dilepaskan sehingga bentuk tegangannya turun lebih landai. Kemiringan penurunan ini tergantung pada besarnya R_L dan kapasitas Kapasitor. Semakin besar dua komponen ini maka tegangan akan semakin rata.

persamaan Bernoulli

I. PENDAHULUAN


A. Latar Belakang

Perubahan tekanan dalam aliran fluida terjadi karena adanya perubahan ketinggian, perubahan kecepatan akibat perubahan penampang dan gesekan fluida. Pada aliran tanpa gesekan perubahan tekanan dapat dianalisa dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Sehingga perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran nyata adalah pengaruh dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau kehilangan tekanan dibandingkan dengan aliran tanpa gesekan. Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor.
Kerugian mayor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran fluida pada sistem aliran penampang tetap atau konstan. Kerugian mayor ini terjadi pada sebagian besar penampang sistem aliran makanya dipergunakan istilah ‘mayor‘. Sedangkan kerugian minor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katup-katup, sambungan T, sambungan L dan pada penampang yang tidak konstan. Kerugian minor meliputi sebagian kecil penampang sistem aliran, sehingga dipergunakan istilah ‘minor’. Kerugian ini untuk selanjutnya akan disebutkan sebagai head loss.
Persamaan momentum aliran fluida ( visvous & compressible) dianalisa dengan mempergunakan persamaan Navier Stokes. Bila persamaan ini diterapkan pada aliran tanpa gesekan (nonviscous / inviscid) diperoleh persamaan Euler yaitu
(1.1)
dimana :
r : massa jenis ( kg/m3 )
g : percepatan gravitasi ( 9,8 m / dt2)
Ñp : gradien tekanan (N/m)
: turunan total vektor kecepatan terhadap waktu
Dari persamaan Euler dan persamaan Hukum II Newton akan diperoleh persamaan Bernoulli dengan asumsi :
· aliran tunak (steady)
· aliran tak mampu mampat (incompressible)
· aliran tanpa gesekan ( inviscid/non viscous)
· aliran menurut garis arus ( sepanjang streamline)
(1.2)
dimana :
p : tekanan fluida ( Pa)
z : perubahan ketinggian ( m)
V : kecepatan fluida ( m/dt2)
C : konstan/tetap
Persamaan Bernoulli dapat pula diturunkan dari Persamaan Energi dan Hukum Thermodinamika I dengan kondisi khusus bahwa perubahan energi dalam fluida akan sama dengan perubahan energi panas persatuan massa fluida.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum adalah mengukur debit aliran air pada saluran terbuka.


II. TINJAUAN PUSTAKA

Konstata integrasi (yang disebut konstanta Bernoulli) pada umumnya berubah dari satu garis aliran ke garis aliran lainya tetapi tetap konstanta sepanjang suatu garis aliran dalam aliran stedy, tanpa gesekan tak mampu mampat. Kerja aliran adalah kerja bersih yang dilakukan oleh elemen fluida terhadap lingkungan selagi fluida tersebut mengalir sebagai contoh bayangkan sebuah turbin yang terdiri dari satu satuan bersudut yang berputar bila fluida mengalir melaluinya, dengan melakukan torsi pada porosnya. Untuk perputaran yang kecil, jatuh tekanan melintasi sebuah sudut kali luas sudut yang terkena tekanan adalah gaya yang terhadap rotor, bila dikalikan dengan jarak dari titik pusat daya ke sumbu rotor maka diperoleh torsi. Kerja elemental yang dilakukan adalah ds oleh ds satuan fluida yang mengalir, oleh kerena itu kerja per massa satuan ialah p/ .
Persamaan Bernoulli pada dua titik pada suatu garis aliran adalah sebagai berikut:
...............................Persamaan 1

Z1-Z2+ + 0
Persamaan ini menujukan bahwa sebenarnya beda energi potensial, energi aliran dan energi kinetik yang mempunyai arti dalam persamaan tersebut. Jadi Z1-Z2 tidak tergantung pada datum ketinggian tertentu, kerena merupakan beda ketinggian kedua titik tersebut. Demikian pula p1/ ialah beda tinggi tekanan yang dinyatakan dalam satuan panjang fluida yang mengalir dan titik diubah oleh datum tekanan tertentu yang terpilih. Karena siku-siku kecepatan tidak linier maka datumnya tertentu.
Persamaan asumsi-asumsi yang mendasar persamaan Bernoulli:
1. Bila semua garis aliran berasal dari sebuah reservoar, dimana kadar energinya sama, maka konstanta integrasi tidak berubah dari satu garis aliran ke garis lainya. Dan titik satu dan titik dua untuk menerapkan persaamaan Bernoulli dapat dipilh sembarang yakni tidak perlu pada garis yang sama.
2. Dalam aliran suatu gas, separti dalam sistem ventilasi, dimana perubahan tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan mutlak, maka gas tersebut dapat dianggap tidak mampu mampat, dapat digunakan persamaan 1 dengan berat jenis rata-rata .
3. Untuk aliran tidak steady (tak ajeg) dengan perubahan kondisi-kondisi yang terjadi secara berangsur-angsur, misalnya penggosongan suatu reservoar, maka dapat diterapkan persamaan Bernoulli tanpa kesalahan yang berarti.
4. Persamaan Bernoulli bermanfaat dalam analisis mengenai awal-awal fluida nyata dengan pertama-tama mengabaikan gesekan viskos guna memperoleh hasil teoritik. Kemudian persamaan yang diperoleh dapat dimodifikasi dalam suatu koefesien, yang ditentukan dengan eksperimen, guna mengoreksi persamaan teoritik tersebut agar sesuai dengan awal fisik yang sebenarnya.
Dari persamaan kontinuitas (Persamaan 1) diperoleh persamaan berikut:
Q = A1V1 = A2V2=
Dimana, Q = Debit (m3/s)
A = Luas permukaan pipa(m2)
V = Kecepatan aliran air(m/s)


III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Pipa 1 inci
2. Pipa 3 inci
3. Penggaris/meteran
4. stopwatch

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah air sungai.

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. Aliran terbuka (pada sungai) dipilih yang mempunyai dasar yang rata.
2. Pipa ditengalamkan hingga seluruh bagiannya tidak keluar dari permukaan air.
3. Tekanan pada pipa diukur dengan melihat tinggi air pada pipa pengukur.
4. Hasil pengukuran dicatat dan dihitung dengan persamaan Bernoulli untuk mengukur kecepatan aliran.


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN


A. Hasil

· Percobaan 1
h1 = 9,5 cm = 0,095 m
h2 = 10,4 cm = 0,104 m
d1 = 3 cm = 0,03 m
d2 = 8,8 cm = 0,088 m
t1 = 0,533 detik
t2 = 1,067 detik
s1 = 34,5 cm = 0,345 m
s2 = 32 cm = 0,32 m
· Percobaan 2
h1 = 10,6 cm = 0,106 m
h2 = 9,2 cm = 0,092 m
d1 = 8,8 cm = 0,088 m
d2 = 3 cm = 0,03 m
t1 = 0,733 detik
t2 = 0,367 detik
s1 = 32 cm = 0,32 m
s2 = 34,5 cm = 0,345 m

Perhitungan
Percobaan 1
· m/s
m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,03)2 = 7,07 x 10 -4
A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,088)2 = 6,08 x 10 -3

· Q1 = A1 x V1 = 7,07 x 10 -4 . 0,647 = 4,57 x 10 -4
Q2 = A2 x V2 = 6,08 x 10 -3. 0,299 = 1,82 x 10 -3
· Δh = ΔP = h2 – h1
= 0,104 – 0,095
= 9 x 10 -3
·




9 x 10 -3 = 4,56 x 10 -3 – 0,021 + k1-2
9 x 10 -3 = – 0,016 + k1-2
k1-2 = 9 x 10 -3 + 0,016
k1-2 = 0,025

Percobaan 2
· m/s
m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,088)2 = 6,08 x 10 -3
A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,03)2 = 7,07 x 10 -4
· Q1 = A1 x V1 = 6,08 x 10 -3. 0,437 = 2,657 x 10 -3
Q2 = A2 x V2 = 7,07 x 10 -4. 0,94 = 6,646 x 10 -4
·




1,4 = 0,045 – 9,74 x 10 -3 + k1-2
1,4 = 0,035 + k1-2
k1-2 = 1,4 - 0,035
k1-2 = 1,365


B. Pembahasan

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.
Hukum Bernoulli Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).
Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut (Anonimous, 2008). Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi yaitu aliran bersifat tunak (steady state) Tidak terdapat gesekan
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut (Anonimous, 2008). Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:
di mana:
= energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan maka
= entalpi fluida per satuan massa
Catatan: , di mana adalah energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik.
Praktikum yang telah kami lakukan dihasilkan suatu hasil dari percobaan dan perhitungan dapat diperoleh nilai k1-2 pada percobaan 1 sebesar 0,025 dan nilai k1-2 pada percobaan 2 sebesar 1,365. Nilai yang dihasilkan dari percobaan 1 dan percobaan 2 tidak terlalu jauh hal ini mungkin dikarenakan jenis aliran yang diukur, belokan, katup dan gesekan air dan pipa sehingga mempengaruhi hasil yang didapat.

Kerugian yang terjadi dalam jalur pipa karena belokan, siku, sambungan, katup dan sebagainya disebut kerugian kecil. Karena dalam banyak situasi kerugian kecil lebih penting daripada kerugian yang disebabkan oleh gesekan pipa. Namun suatu pengecualian yang penting adalah kerugian tinggi-tekan yang disebabkan oleh pembesaran mendadak pada jalur pipa. (Victor L Steeter, 1985)
Jadi, dari referensi dapat disimpulkan bahwa factor-faktor yang mempengaruhi komponen kerugian pada pipa adalah kerugian kecil yaitu disebabkan gesekan pipa,belokan, siku, sambungan dan katup sedangkan kerugian tinggi tekan disebabkan pembesaran mendadak pada jalur pipa.



V. SIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan
1. Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Sedangkan Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut.
2. Praktikum yang telah kami lakukan dihasilkan suatu hasil dari percobaan dan perhitungan dapat diperoleh nilai k1-2 pada percobaan 1 sebesar 0,025 dan nilai k1-2 pada percobaan 2 sebesar 1,365.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi komponen kerugian pada pipa adalah kerugian kecil yaitu disebabkan gesekan pipa,belokan, siku, sambungan dan katup sedangkan kerugian tinggi tekan disebabkan pembesaran mendadak pada jalur pipa.


DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita. Jakarta.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta. Jakarta.

head kerugian gesak

I. PENDAHULUAN


A. Latar Belakang

Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Dalam keadaan turbulen, peralihan atau laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tertutup), telah dikembangkan rumus Darcy Weisbach yaitu sebagai berikut:
Hf = f x (l x v2) / (D x 2g)
Dimana: hf = kehilangan energi akibat gesekan
F = faktor gesekan
L = panjang pipa (m)
V = percepatan gravitasi (m/s2)
D = diameter pipa (m)

Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut :
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. kalau Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.


Berdasarkan kondisi diatas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel 1. Rumus penetapan f berdasarkan jenis aliran fluida.

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)

Nilai koefisien f juga dpat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Hf = 10,29 n2 Q2 / d5,333
Persamaan Hazen – William
Hf = 10,7 l Q1,852 / (CHW1,852 x d4,87)
Dimana n = koefisien manning
CHW = koefisien Hazen.
Untuk jenis pipa PVC koefisien Hazen sebesar 150 dan koefisien Manning sebesar 0,008.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (hf).



II. TINJAUAN PUSTAKA

Kerugian head akan menjadi semakin tinggi akibat adanya separasi dan turbulensi yang aktif, akan tetapi untuk aliran kurvalinier tanpa separasi seperti pada peralihan batas saluran yang tidak mendadak atau pada aliran disebuah bendungan atau air terjun, maka rugi head kecil dapat diabaikkan. Oleh manning telah dibuat rumus untuk menentukan kerugian head yaitu:
Hf = 10,29 n2 Q2 / d5,333
Dimana penentuan harga n Manning yang teliti tergolong sangat sulit karena harga itu bergantung pada kekasaran permukaan, tumbuhan didasar saluran, ketidakteraturan saluran, kelurusan saluran pengendapan dan pengikisan, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan air dan debitnya, perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus.
Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup – katup, dsb. Dalam keadaan turbulen, peralihan atau laminar untuk aliran dalam pipa (saluran tetutup), telah dikembangkan rumus Darcy Weisbach yaitu sebagai berikut:
Hf = f x (l x v2) / (D x 2g)
Dimana: hf = kehilangan energi akibat gesekan
F = faktor gesekan
L = panjang pipa (m)
V = percepatan gravitasi (m/s2)
D = diameter pipa (m)
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut :
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. Jika Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought.
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi diatas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel 1. Rumus penetapan f berdasarkan jenis aliran fluida.

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)


III. METODOLOGI

A. Alat

Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Selang
2. Penggaris
3. Stop watch (Handphone)
4. Alat penguji
5. Tempat penampung air
6. Jangka sorong

B. Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:
1. Air
2. Tinta

C. Prosedur kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. faktor gesek pada masing-masing aliran dihitung
2. Hasil perhitungan pada praktikum kedua kerugian head aliran dihitung pada pipa lurus (hf).


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

d = 2 cm = 0,02 m
D = 12 cm = 0,12 m
L = 1 m
Perhitungan
·

fe = 2,086
·


Hf = 28,89 m



B. Pembahasan

Head kerugian adalah untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesak didalam pipa-pipa, dan head kerugian didalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Kerugian head bisa disebabkan oleh kekasaran permukaan, tumbuhan didasar saluran, ketidakteraturan saluran, kelurusan saluran pengendapan dan pengikisan, obstruksi, ukuran dan bentuk saluran, tinggi permukaan air dan debitnya, perubahan-perubahan musiman serta bahan endapan yang dibawa oleh arus.


Dari pengujian yang kami lakukan nilai f yang dihasilkan sangatlah kecil. Standar untuk nilai f pada masing-masing aliran dapat dilihat sebagai berikut:
1. Jika Re < f =" 64"> 2100, alirannya disebut “hydraulically smooth” atau “turbulent smooth”.
3. Jika Re > 4000 atau e/d besar, alirannya disebut aliran turbulent rought.
4. Jika aliran berada antara kondisi 2 dan 3 maka aliran tersebut disebut aliran transisi.
Untuk menghitung nilai f dapat disesuaikan dengan masing-masing kriteria untuk mencari nilai f adalah

Jenis aliran Rumus penetapan f Kisaran Re
1. Laminar 64 / Re Re <2100 f =" 0,361" f =" 1,14">4000
3. Transisi 1/f = 1,14 – 2 log10 (e/d +9,35/(Re Öf) Re >4000
4. Hydroulically tough atau wholly rough 1/f = 1,14 + 2 log10 (D/e)

Penurunan head untuk aliran laminar dinyatakan dengan persamaan poiseulli yaitu
Head turun = 32(kekentalan m) (panjang L m) (kecepatan rata-rata V)
(berat satuan rg)(garis tengah d m)2

Head kerugian dapat dikarenakan oleh faktor gesekan pada pipa. Head kerugian yang lain bisa antara lain dapat berasal dari sambungan pipa, lurus tidaknya pipa, belokan pipa, pemasangan kran, dan lain sebagainya.
Nilai Re yang dihasilkan pada percobaan 1 sampai 4 maka dapat disimpulkan bahwa aliran tersebut adalah aliran laminar sehingga untuk mencari f harus menggunakan rumus
f = 64 / Re.



Pengujian yang telah dilakukan didapatkan Nilai fe yang diperoleh dari masing-masing pengujian adalah 2,086 dan Hf = 28,89 m. Semakin kecil nilai f maka nilai hf juga akan semakin kecil. Pada penujian didapatkan aliran laminar, sehingga aliran yang terjadi adalah aliran laminar. Aliran tersebut dapat laminar terus karena bisa dikarenakan oleh adanya gaya gesek pada dinding pipa, adanya belokan pada pipa tersebut, besar kecilnya aliran dalam pipa aliran. Beberapa faktor diatas dapat menyebabkan ketidaksesuaian antara volume yang didapat pada suatu tempat dan waktu yang dibutuhkan.
Debit yang kecil dan arus zat warna bergerak melalui tabung itu menuruti garis lurus, dimana hal tersebut nenunjukan bahwa alirannya laminar. Dengan dinaikannya laju aliran, maka naiklah bilangan reynold, karena konstan dan V berbanding lurus dengan laju aliran. Dengan meningkatnya debit, kita mencapai suatu kondisi saat arus zat warna bergoyang dan kemudian tiba-tiba terurai serta terbaur ke seluruh tabung. Aliran telah berubah menjadi aliran turbulen dengan pertukaran momentumnya yang dahsyat yang telah sepenuhnya mengganggu gerakan teratur aliran laminar. (Victor L Streeter, 1985)
Semakin besar volume tersebut maka waktu bercampur antara air dan tinta dalam pipa saluran akan semakin cepat, begitu pula sebaliknya. Semakin kecil debit aliran yang mengalir pada pipa maka volume yang ditampung akan semakin kecil sehingga waktu yang dibutuhkan dalam pencampuran air dengan tinta akan semakin lambat. Antara debit, volume dan waktu apabila tidak sesuai akan mempengaruhi nilai f dan hf yang tidak signifikan. Sehingga akan terjadi kesalahan aliran dalam fluida.


V. KESIMPULAN


Berdasarkan praktikum yang kami lakukan maka dapat disimpulkan
1. Kerugian aliran dapat dipengaruhi oleh adanya faktor antara lain faktor gesekan, panjang pipa, kecepatan aliran, percepatan gravitasi, diameter pipa.
2. Pengujian aliran yang didapat adalah aliran laminar dengan nilai fe yang kurang dari 2100.
3. Ketidakterpenuhinya syarat untuk menjadi aliran turbulen dapat dikarenakan oleh kecepatan aliran pada pipa, kekurang tepatan waktu antara air pada saat keluar dengan air yang sudah bercampur tinta.



DAFTAR PUSTAKA

Halliday, D & Resnick, R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Ranald, V, GH. 1996. Mekanika Fluida dan Hidraulika edisi Kedua. Erlangga: Jakarta.

Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita. Jakarta.

Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta. Jakarta.

Sutrisno, 1996. seri fisika dasar. Mekanika. ITB: Bandung.