Artikel Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan permukaan juga berhubungan dengan gaya antarmolekul dalam cairan. Molekul-molekul dalam cairan  menarik satu sama lain. Sebuah molekul dalam sebagian besar zat cair tertarik sama pada semua sisi sehingga tarik menarik pada molekul adalah nol. Namun, gaya tarik menarik molekul di permukaan hanya ke bawah. Oleh karena itu, molekul permukaan mengalami gaya tarik resultan ke bawah dari dalam cairan, yang cenderung membuat area permukaan cairan sekecil mungkin. Hal ini menyebabkan molekul di permukaan yang akan ditarik ke dalam dan sehingga selalu ada beberapa kekuatan ketidakseimbangan yang bekerja pada permukaan cairan. Inilah disebut tegangan permukaan. Tegangan permukaan dapat didefinisikan sebagai:'Gaya yang bekerja tegak lurus dalam satuan panjang pada permukaan zat cair'.

Satuan SI tegangan permukaan adalah Nm^{- 1}. Karena satuan ini terlalu besar, dapat juga menggunakan unit yang lebih kecil mNm^{- 1} (millinewton meter ^{- 1}). Berikut dua fenomena penting adalah karena adanya tegangan permukaan:

1. Bentuk tetesan adalah bulat

Tetes cairan memiliki bentuk hampir bulat. Karena tegangan permukaan, permukaan bebas dari cairan cenderung untuk mencapai luas permukaan minimum. Karena bola memiliki luas permukaan minimum untuk volume tertentu cairan, cairan mencoba untuk mengadopsi bentuk bola. Contohnya adalah tetesan air atau tetesan merkuri. 

2. Kapilaritas

Ketika salah satu ujung tabung kapiler yang dimasukkan ke dalam cairan yang membasahi kaca, cairan naik ke dalam pipa kapiler pada ketinggian tertentu dan kemudian berhenti. Kenaikan cairan dalam kapiler karena tarikan tegangan permukaan yang bekerja pada permukaan, yang mendorong cairan ke dalam tabung kapiler. Fenomena ini disebut kapilaritas. Kenaikan cairan dalam kapiler sangat penting. Air di bawah permukaan bumi naik ke tanaman melalui akar, minyak naik ke sumbu lampu minyak, tinta meningkat dalam kertas merupakan contoh peristiwa kapilaritas

Tegangan Permukaan Zat Cair

Salah satu sifat yang dimiliki fluida statis adalah permukaannya punya tegangan. Tegangan tersebut dinamakan tegangan permukaan. Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk meregang sehingga permukaannya nampak seolah dilapisi oleh suatu lapisan. Pasti diantara sobat hitung pernah mengamati ada nyamuk atau serangga kecil lainnya yang bisa berdiri atau berjalan di atas air tanpa tengggelam. Itu terjadi karena ada tegangan permukaan zat cair. Yang menjadi penyebab utama adanya tegangan permukaan adalah gaya kohesi (gaya terik menarik molekul sejenis) dari fluida atau zat cair. Setiap molekul zat cair saling menarik moelkul di sekitar mereka. Gaya tari menarik ini memicu adanya ikatan yang cukup kuat antar molekul.

Tegangan Permukaan pada Air

Salah satu fluida yang kita jumpai setiap air adalahh air (H₂O). Air memiliki tegangan permukaan sebesar 72 dyne/cm2 ketika suhunya 25o. Artinya sobat akan memerlukan 72 dyne untuk memcahkan tegangan permukaan air sepanjang 1 cm. Tegangan permukaan air berbanding terbalik dengan suhunya. Jika suhu air naik maka tegangan permukaannya semakin kecil. Pendapat bahwa mencuci pakaian dengan air panas akan lebih bersih adalah benar. Suhu yang tinggi akan menurunkan tegangan permukaan sehingga air lebih bisa membasahi pori-pori kain dengan lebih baik. Detergen sekarang banyak terkandung zat surfactan. Zat ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan zat cair sehingga akan hasil cucian bisa lebih bersih. Contoh Peristiwa Tegangan Permukaan Zat Cair

Ternyata banyak peristiwa melibatkan “tegangan permukaan zat cair” yang kita jumpai setiap hari, diantaranya :

1. Beberapa jenis serangga kecil bisa berjalan di atas air. Laba-laba air dapat begitu mudah bergerak cepat di atas air bukan hanya semata karena tubuhnya yang ringan dan morfologi tubuh yang mendukung, tetapi juga dikarenakan adanya tegangan permukaan zat cair.
2. Jarum kecil bisa terapung di atas air. Jika dilihat dari massa jenisnya jarum akan lebih besar dari massa jenis air. AKan tetapi jika sobat mencoba meletakkan jarum pelan-pelan di atas air tenang jarum tersebut bisa terapung sementara. Tegangan permukaan zat cair menahan gaya berat dari jarum. Air perlu dijaga agar tidak goyang. Jika air goyang jarum dengan cepat akan  memecah tegangan permukaan dan tenggelam ke dasar.
3. Sabun Mandi dan Detergen
4. Produk sabun mandi dan detergen selain untuk membunuh kuman di badan juga berguna menurunkan tegangan permukaan air akan air dapat membasahi tubuh lebih sempurna dan hasilnya akan lebih bersih.

Rumus Tegangan Permukaan Zat Cair

Tegangan permukaan (gama) merupakan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan dengan panjang permukan tempat gaya tersebut bekerja.  Rumus fisikanya

γ = F/d

dengan :

γ = tegangan permukaan (N/m atay Dyne/cm)

d = panjang permukaan (m atau cm) dimana dilai d adalah = 2l