Kekentalan atau viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan zat alir (fluid) yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk zat alir), kekentalan adalah "ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu, air yang "tipis", memiliki kekentalan lebih rendah, sedangkan madu yang "tebal", memiliki kekentalan yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah kekentalan suatu zat alir, semakin besar juga pergerakan dari zat alir tersebut.[1]
Kekentalan menjelaskan ketahanan internal zat alir untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran zat alir. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan membentuk gunung berapi kerucut yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar.
Seluruh zat alir (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi zat alir yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut zat alir ideal.
Kajian dari bahan yang mengalir disebut Rheologi, yang termasuk kekentalan dan konsep yang berkaitan.
Asal Kata
Kata "viskositas" berasal dari bahasa Latin "viscum alba", berarti mistletoe putih. Lem kental yang bernama "birdlime" dibuat dari buah mistletoe dan digunakan pada ranting lemon untuk menangkap burung.[2]
Bahan dan kebiasaannya
Ikhtisar
Laminar shear of fluid between two plates. Friction between the fluid and the moving boundaries causes the fluid to shear. The force required for this action is a measure of the fluid's viscosity. This type of flow is known as a Couette flow.Laminar shear, the non-constant gradient, is a result of the geometry the fluid is flowing through (e.g. a pipe).
Secara Umum, pada setiap aliran, lapisan-lapisan berpindah pada kecepatan yang berbeda-beda dan viskositas fluida meningkat dari tekanan geser antara lapisan yang secara pasti melawan setiap gaya yang diberikan.
Hubungan antara tekanan geser dan gradiasi kecepatan dapat diperoleh dengan mempertimbangkan dua lempeng secara dekat dipisahkan dengan jarak y, dan dipisahkan oleh unsur homogen. Asumsikan bahwa lempeng sangat besar dengan luas penampang A, dan efek samping dapat diabaikan, dan lempeng yang lebih rendah tetap, anggap gaya F dapat diterapkan pada lempeng atas. Jika gaya ini menyebabkan unsur antara lempeng mengalami aliran geser dengan gradien kecepatan u/y, unsur disebut fluida.
Teori Newton
Ketika sebuah tekanan shear diterapkan kepada sebuah benda padat, badan itu akan berubah bentuk sampai mengakibatkan gaya yang berlawanan untuk mengimbangkan, sebuah ekuilibrium. Namun, ketika sebuah tekanan shear diterapkan kepada sebuah fluid, seperti angin bertiup di atas permukaan samudra, fluid mengalir, dan berlanjut mengalir ketika tekanan diterapkan. Ketika tekanan dihilangkan, umumnya aliran berkurang karena perubahan internal energi.
Pengukuran viskositas
Viskositas dapat diukur dengan berbagai tipe dari viskometer dan rheometer. Rheometer digunakan untuk fluida yang tidak dapat ditentukan dengan nilai viskositas tunggal dan oleh karena itu memerlukan lebih banyak parameter untuk ditetapkan dan diukur. Kontrol suhu yang dekat dari fluida sangat penting untuk memperoleh pengukuran yang akurat, terutama pada bahan seperti pelumas, yang viskositasnya dapat berlipat ganda dengan perubahan hanya 5 ° C.[3]
Salah satu instrumen yang paling umum untuk mengukur viskositas kinematik adalah viskometer kapiler kaca.
Dalam industri pelapis, viskositas dapat diukur dengan mangkuk di mana waktu efflux diukur. Ada beberapa jenis cangkir - seperti cangkir Zahn dan cangkir viskositas Ford - dengan penggunaan masing-masing jenis yang bervariasi terutama sesuai dengan industrinya. Waktu efflux juga dapat diubah menjadi viskositas kinematik (centistoke, cSt) melalui persamaan konversi.
Juga digunakan dalam pelapis, viskometer Stormer menggunakan rotasi berbasis beban untuk menentukan viskositas. Viskositas dilaporkan dalam satuan Krebs (KU), yang unik untuk viskometer Stormer.
Viskositas ekstensional dapat diukur dengan berbagai rheometer yang menerapkan tegangan ekstensional.
Volume viskositas dapat diukur dengan rheometer akustik.
Viskositas semu adalah perhitungan yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan pada fluida pengeboran yang digunakan dalam pengembangan sumur minyak atau gas. Perhitungan dan pengujian ini membantu insinyur mengembangkan dan memelihara properti fluida pengeboran sesuai spesifikasi yang diperlukan.
Nanoviskositas (viskositas yang dirasakan oleh jubah nano) dapat diukur dengan FCS (Flourescence correlation spectroscopy).[4]
Satuan unit
Satuan SI untuk viskositas dinamis adalah newton-detik per meter persegi (N · s / m2), juga sering dinyatakan dalam bentuk ekuivalen pascal-detik (Pa · s) dan kilogram per meter per detik (kg · m − 1 · s − 1). Satuan CGS adalah poise (P, atau g · cm − 1 · s − 1 = 0.1 Pa · s),[5] dinamai menurut Jean Léonard Marie Poiseuille. Hal ini umumnya dinyatakan, terutama dalam standar ASTM, sebagai centipoise (cP), karena centipoise sama dengan SI milipascal detik (mPa · s).
Satuan SI untuk viskositas kinematik adalah meter persegi per detik (m2 / s), sedangkan satuan CGS untuk viskositas kinematik adalah stoke (St, atau cm2 · s − 1 = 0,0001 m2 · s − 1), dinamai menurut Sir George Gabriel Stokes. [24] Dalam penggunaan A.S., stoke terkadang digunakan sebagai bentuk tunggal. Submultiple centistoke (cSt) sering digunakan sebagai gantinya, 1 cSt = 1 mm2 · s − 1 = 10−6 m2 · s − 1.[6]
^Hannan, Henry (2007). Technician's Formulation Handbook for Industrial and Household Cleaning Products. Waukesha, Wisconsin: Kyrall LLC. hal 7. ISBN 978-0-6151-5601-9
"Each FCS experiment was preceded with careful calibration (see SI 1).(14,34) Diffusion coefficients were derived for each type of probe (see SI 3 for details), and results were averaged for each of the cell lines considered in this study. Diffusion coefficients obtained in the cytoplasm (D) were compared to diffusion coefficients measured in water (D0) for the same probes and temperature. Following the Stokes–Sutherland–Einstein relation, relative viscosity was calculated as follows: ηeff/η0 = D0/D. ηeff/η0 experienced by the probe was plotted against rp for each of the cell lines (Figure 1, panel IV)."
^McNaught, A.D.; Wilkinson, A. (1997). "poise". IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). s. doi:10.1351/goldbook. ISBN 0-9678550-9-8.
^Gyllenbok, Jan (2018). "Encyclogpedia of Historical Metrology, Weights, and Measures". Encyclopedia of Historical Metrology, Wights, and Measures. Volume 1. Birkhäuser. hal 213. ISBN 9783319575988.
