Tegangan permukaan dan kapilaritas

tegangan permukaan memungkinkan nyamuk berdiri di atas air
tegangan permukaan memungkinkan nyamuk berdiri di atas air

Pernahkah kamu melihat sebuah jarum terapung diatas air? Atau kamu pasti pernah melihat ada nyamuk atau serangga lain dapat berdiri diatas air. Fenomena ini erat kaitannya dengan penjelasan tentang tegangan permukaan yang akan dibahas pada bagian ini. Di lain pihak, kita juga mungkin pernah menemui kejadian berupa air dari tanah yang merembes naik ke atas tembok sehingga tembok menjadi basah. Kejadian ini dalam fisika dikenal dengan peristiwa kapilaritas yang akan dijelaskan juga pada bagian ini.

Tegangan Permukaan

Mari kita amati sebatang jarum yang kita buat terapung di permukaan air sebagai benda yang mengalami tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair dipermukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul cairan itu. Hal ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan. Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, dalam hal ini diberi jarum, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang jarum tetap di permukaan air tanpa tenggelam.

tegangan permukaan dilihat dari interaksi molekul benda dan zat cair
tegangan permukaan dilihat dari interaksi molekul benda dan zat cair

Gaya ke atas untuk menopang jarum agar tidak tenggelam merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali panjang jarum. Panjang jarum disini adalah permukaan yang bersentuhan dengan zat cair.

Gaya yang diperlukan untuk mengangkat jarum adalah gaya ke atas dijumlah gaya berat jarum (mg).

Kapilaritas

meniskus air menyebabkan peristiwa kapilaritas
meniskus air menyebabkan peristiwa kapilaritas

Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesi adalah tarik-menarik antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada. Apabila adhesi lebih besar dari kohesi seperti pada air dengan permukaan gelas, air akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas sehingga air membasahi kaca dan juga permukaan atas cairan akan melengkung (cekung). Keadaan ini dapat menyebabkan cairan dapat naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atas dengan gaya berat cairan tercapai. Jadi air dapat naik keatas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler. Inilah yang terjadi pada saat air naik dari tanah ke atas melalui tembok.

air dapat merembes ke atas melalui retakan tembok sehingga membasahi tembok. Satu contoh kapilaritas
air dapat merembes ke atas melalui retakan tembok sehingga membasahi tembok. Satu contoh kapilaritas

Gejala alam kapilaritas ini memungkinkan kita menghitung tinggi kenaikan air dalam suatu pipa kapiler berbentuk silinder/tabung dengan jari-jari r.

29 thoughts on “Tegangan permukaan dan kapilaritas

  1. Bay, kenapa sih namanya “tegangan” ??? apa semua benda yg tegang-tegang bisa disebut tegangan??? soalnya, salah satu bagian tubuh gw ada yg sering tegang nehh… apalagi kalo pagi… hihihi…. mungkin kebanyakan molekul kali ya? Halahhh….ngaco!!! Hahahaa

  2. wey.. maksudnya fluida itu apa?? blum diajarin di sekolah—smp. cepet bales ke e-mail saya. :)

  3. Makasih banyak, artikel ini benar2 membantu saya tapi saya mau minta tolong lagi. Di sekolah saya ada tugas percobaan ilmiah tentang tegangan permukaan. Disitu disiapin gelas berisi air hampir penuh, deterjen, dan jarum/silet. Pertama2 dgn berlahan2 taruh jarum/silet di ats permukaan air. Dalam keadaan jarum terapung taburi sedikit demi sedikit detergen/larutan sabun. Nah… Sekarang yg saya mau tanya kenapa setelah di beri detergen/larutan sabun, jarum tsb tenggelam??! Apa karna gaya tegangannya hilang??! Atow apa??! Artikelnya mang bgus, tpi bhsax trlalu baku, saran saya lain kali kalo buat artikel pakai bhsa yg remaja dikit donk… Mhon diblas yah… Krm ke email saya aja. Sekian dan thanks kuat2…

  4. maw nanya dunk gaya tegangan ke atas yang bikin air naik itu bisa bikin aer itu naek berapa lama ato cuma sesaat? soalnya saya maw coba pake sistem itu utk naikin aer dalam bangunan.
    thx u y kak

  5. satu lagi kak, material apa selaen gelas yang bisa menyebabkan tegangan permukaan yang tinggi dengan air? ato bahkan yang lebih tinggi. koefisiennya terhitung berdasarkan apa?

  6. mau tanya dong ,,
    apa sich yang menyebabkan adanya tegangan permukaan zat cair ?? N satu lagi. .
    Bagaimana cara menanggulangi peristiwa kapilaritas meresapnya air dalam tembok ???

  7. kenapa namanya kapilaritas?
    trus klo mengukur volume zat cair yang sedang dalam peristiwa ka[ilaritas di dalam tabung gimana caranya?

  8. Kok q mw cba bwt jarum ngpung, tpi g bisa”….:( gmana cranya sih?? Tlng ksih tw yg JELLLAAASSSS BBAANNGGEEETT ada tgas niihh.blas ke emailku yeee…..MAKKKKAAACCCIIIHH

  9. kok q mw cba bwt jarum ngpung, tpi g bisa” …. :( gmana cranya sih?? Tlng ksih tw yg JELLLAAASSSS BBAANNGGEEETT ada tgas niih.blas ke emailku yeee…..MAKKKKAAACCCIIIHH

  10. It’s perfect time to make a few plans for the longer term and it
    is time to be happy. I have read this submit and if I could I wish to recommend you few attention-grabbing things or suggestions.

    Maybe you could write next articles referring to this article.
    I desire to learn even more issues about it!

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s