Viskositas

 

Viskositas adalah istilah ilmiah yang menggambarkan resistensi terhadap aliran fluida. Fluida bisa menjadi cair atau gas, tetapi istilah ini lebih sering dikaitkan dengan cairan. Sebagai contoh sederhana, sirup memiliki viskositas lebih tinggi daripada air: kekuatan lebih diperlukan untuk memindahkan sesendok melalui botol sirup dari dalam botol air karena sirup lebih susah mengalir di sekitar sendok. Resistensi ini disebabkan oleh gesekan yang dihasilkan oleh molekul cairan dan mempengaruhi baik sejauh mana cairan akan menentang gerakan obyek melalui itu dan tekanan yang dibutuhkan untuk menggerakan cairan melalui tabung atau pipa. Viskositas dipengaruhi oleh sejumlah faktor, termasuk ukuran dan bentuk molekul, interaksi di antara mereka, dan suhu.

Pengukuran

Viskositas cairan dapat diukur dalam beberapa cara oleh perangkat yang disebut Alat ukur kekentalan atau viskometer. Ini baik dapat mengukur waktu yang dibutuhkan untuk cairan sehingga berindah sejauh jarak tertentu melalui tabung atau waktu yang dibutuhkan untuk sebuah objek dengan ukuran tertentu dan kepadatan jatuh melalui cairan. Satuan SI untuk pengukuran ini adalah pascal detik, dengan pascal sebagai satuan tekanan. Kualitas ini karena itu diukur dari segi tekanan dan waktu, sehingga, di bawah tekanan yang diberikan, cairan kental akan mengambil lebih banyak waktu untuk berpindah pada jarak tertentu. 

Faktor yang Mempengaruhi Viskositas

Sebagai aturan, cairan dengan molekul lebih besar, lebih kompleks, akan memiliki viskositas yang lebih tinggi. Hal ini terutama berlaku untuk waktu yang panjang, seperti rantai molekul yang ditemukan di polimer dan senyawa hidrokarbon yang lebih berat. Molekul-molekul ini cenderung menjadi terjerat dengan satu sama lain, menghambat gerakan mereka.
Faktor lain yang penting adalah cara molekul berinteraksi satu sama lain. Senyawa polar dapat membentuk ikatan hidrogen yang menghubungkan molekul terpisah bersama-sama, meningkatkan ketahanan keseluruhan terhadap aliran dan gerakan. Meskipun air adalah molekul polar, memiliki viskositas rendah karena fakta bahwa molekul yang kecil. Cairan yang paling kental cenderung mereka dengan molekul panjang yang memiliki polaritas terlihat, seperti gliserin dan propilen glikol.
Suhu memiliki pengaruh besar pada viskositas – begitu banyak sehingga pengukuran kualitas ini untuk cairan selalu disertakan dengan suhu. Dalam cairan, itu menurun seiring dengan suhu, seperti yang dapat dilihat jika sirup atau madu dipanaskan. Hal ini karena molekul bergerak lebih besar, dan karena itu menghabiskan lebih sedikit waktu kontak dengan satu sama lain. Sebaliknya, resistensi terhadap perubahan gas meningkat bersama suhu. Hal ini karena, saat molekul bergerak lebih cepat, ada lebih banyak tumbukan antara mereka, yang mengurangi kemampuan untuk mengalir.

Pentingnya untuk Industri

Minyak mentah sering disalurkan melalui pipa jarak jauh di daerah dengan suhu yang berbeda-beda, dan laju aliran dalam menanggapi tekanan bervariasi. Minyak mengalir melalui Alaska lebih kental daripada minyak di pipa di Teluk Persia, karena suhu tanah yang berbeda, dan akibatnya tekanan perlu diterapkan untuk tetap mengalir. Untuk mengatasi masalah gaya yang dibutuhkan untuk mengalirkan minyak melalui pipa, sensor di beberapa pipa akan mengukur viskositas fluida dan menentukan apakah tekanan yang lebih besar atau lebih kecil harus ditambahkan untuk menjaga aliran minyak konstan dan stabil.
Tentu, oli motor juga terkena perubahan viskositas saat dipanaskan oleh mesin. Minyak yang menjadi terlalu tipis dari panas mesin tidak akan bekerja dengan baik. Untuk mengatasi masalah ini, polimer ditambahkan ke minyak untuk mempertahankan gesekan konstan di bawah suhu yang lebih tinggi.

Viskositas dapat digunakan untuk mengukur aliran lava setelah letusan gunung berapi.

Relevansi untuk Vulkanisme

Viskositas magma, atau panas, batuan cair di bawah permukaan bumi, merupakan faktor penting dalam studi gunung berapi. Lava berair cenderung menghasilkan letusan lebih sering tetapi kurang kekerasan, karena mengalir dengan mudah naik dari ruang magma dan keluar dari gunung berapi. Hal ini juga memungkinkan melepaskan gelembung gas keluar lebih mudah. Magma tebal cenderung akan menjebak gas ini pada tekanan tinggi, dan kekuatan lebih besar diperlukan untuk mengeluarkan lava dari gunung berapi, sehingga tekanan besar akan terbentuk dari waktu ke waktu. Saat ini jenis gunung berapi tidak meletus, ia akan melakukannya secara eksplosif, sering berakibat dengan bencana yang dahsyat.