Kita sudah tidak asing lagi dengan wujud materi padat, cair, gas, dan plasma. Kita juga mengetahui bagaimana benda-benda ini berperilaku ketika gaya atau tekanan diberikan padanya. Kita telah mempelajari bagaimana molekul-molekul dalam zat padat, cair, dan gas mengalami perubahan. Pada sesi ini, mari kita pelajari secara rinci tentang fluida. Kita juga akan mengetahui jenis-jenis fluida, dan karakteristik fluida, beserta definisi dan contoh-contoh yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari.
Apa itu Fluida?
Fluida mengalami deformasi terus menerus, yaitu fluida selalu mengalir. Fluida adalah zat yang tidak memiliki bentuk yang pasti dan mudah menyerah pada tekanan eksternal. Fluida adalah cairan atau gas atau bahan apa pun yang tidak dapat menahan gaya geser atau tangensial, ketika dalam keadaan diam. Ketika gaya tersebut diterapkan pada fluida, fluida akan mengalami perubahan bentuk secara terus menerus. Fluida adalah zat dengan modulus geser nol, yaitu tidak dapat menahan gaya geser yang diterapkan padanya.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti pernah mendengar pasien yang mengalami dehidrasi disarankan untuk mengonsumsi lebih banyak cairan untuk mengkompensasi kehilangan air. Cairan membantu dalam pencernaan makanan, oleh karena itu kita perlu mengonsumsi lebih banyak cairan.
Baca Juga: Definisi, Jenis, dan Perbandingan Elemen Aliran
Klasifikasi Fluida
Fluida diklasifikasikan ke dalam empat jenis, tergantung pada alirannya, yaitu
- Stabil atau tidak stabil
- Dapat dimampatkan atau tidak dapat dimampatkan
- Kental atau tidak kental
- Rotasi atau tidak rotasi
Fluida tunak: Fluida yang densitasnya tetap konstan di setiap titik saat mengalir.
Fluida tak tunak: Fluida yang kecepatannya berbeda di antara dua titik saat mengalir.
Fluida yang dapat dimampatkan dan fluida yang tidak dapat dimampatkan: Ini diklasifikasikan berdasarkan Bilangan Mach. Fluida yang tidak dapat dimampatkan memiliki Bilangan Mach <0,3 dan fluida yang dapat dimampatkan memiliki Bilangan Mach antara 0,3 dan 1.
Kental atau Tidak Kental
Fluida dengan ketebalan atau kekentalan yang lebih dikenal sebagai fluida kental, umumnya merupakan fluida yang sangat licin. Contoh: sampo dan oli motor.
Cairan dengan ketebalan atau kekentalan yang relatif lebih sedikit dikenal sebagai cairan tidak kental. Ini adalah cairan yang tidak memiliki hambatan atau hambatan yang dapat diabaikan terhadap gesekan internal. Cairan non-kental mengalir tanpa kehilangan energi kinetik.
Contoh: Helium cair superfluida
Rotasi atau irrotasi
Jika sudut antara dua garis yang berpotongan dari batas elemen fluida berubah ketika bergerak di dalam aliran, maka aliran tersebut adalah aliran rotasi. Tergantung pada gerakan sudut fluida, fluida diklasifikasikan ke dalam fluida rotasi atau fluida irrotasi.
Jika fluida berputar secara keseluruhan tanpa ada perubahan sudut di antara garis batas, aliran fluida diklasifikasikan sebagai aliran irrotational. Berdasarkan studi tentang fluida, fluida diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:
- Fluida Statis: fluida statis adalah mekanisme fluida dalam keadaan diam atau tidak bergerak, dan tekanan dalam fluida yang diberikan oleh fluida pada siapa pun.
- Fluida Dinamis: fluida dinamis melibatkan studi tentang aliran fluida yang bergerak. Cabang-cabang populer seperti aerodinamika dan hidrodinamika adalah bagian dari dinamika fluida.
Baca Juga: Faktor yang mempengaruhi kestabilan pembacaan flow meter
Sifat-sifat Fluida
Setelah memahami apa itu fluida dan klasifikasinya, mari kita ketahui beberapa sifat utama fluida. Sifat-sifat fluida adalah:
- Kepadatan
- Viskositas
- Suhu
- Tekanan
- Volume Spesifik
- Berat Spesifik
- Gravitasi Spesifik
- Ketegangan Permukaan
- Tekanan Uap
- Kapilaritas
- Kavitasi
Baca Juga: Menentukan kinerja flow meter
Kepadatan
Densitas didefinisikan sebagai massa per satuan volume fluida. Kepadatan suatu zat bervariasi sesuai dengan volume zat. Satuan SI untuk massa jenis adalah kg.m-3.
Viskositas
Viskositas menentukan jumlah resistensi yang ditawarkan oleh fluida terhadap tegangan geser. Fluida yang tidak memberikan resistensi terhadap tegangan geser disebut fluida tak kental.
Suhu
Tingkat panas atau dinginnya tubuh ditentukan oleh suhu. Suhu fluida diukur dengan menggunakan Kelvin atau Celcius atau Fahrenheit. Menurut Sistem Satuan Internasional, digunakan skala Kelvin.
Tekanan
Tekanan fluida adalah gaya yang diterapkan oleh fluida per satuan luas. Tekanan fluida terjadi dalam dua kondisi: kondisi terbuka dan kondisi tertutup. Tekanan pada titik tertentu dari fluida statis disebut tekanan hidrostatik.
Volume Spesifik
Volume spesifik didefinisikan sebagai rasio volume material terhadap massanya. Volume spesifik adalah kebalikan dari densitas material. Volume spesifik berbanding terbalik dengan kepadatan. Satuan SI untuk volume spesifik adalah m3.kg-1.
Berat Spesifik
Berat jenis (γ) fluida didefinisikan sebagai berat per satuan volume. Satuan SI untuk berat spesifik adalah N/m3. Berat jenis berhubungan dengan densitas karena γ = ρg. Berat jenis fluida bervariasi dengan suhu.
Berat Jenis
Ini adalah rasio berat spesifik fluida yang diberikan terhadap berat spesifik fluida standar. Berat Jenis juga dikenal sebagai kerapatan relatif. Ini diwakili oleh huruf ‘S’ dan tidak memiliki satuan.
Tegangan Permukaan
Ini adalah kecenderungan permukaan cairan untuk menyusut pada luas permukaan minimum. Tegangan permukaan disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul cairan.
Catatan: Tegangan permukaan adalah alasan utama sebagian besar serangga mengapung di atas air meskipun lebih padat daripada air.
Tekanan Uap
Tekanan uap cairan adalah tekanan kesetimbangan uap di atas cairan. Tekanan uap cairan bervariasi dengan suhu. Saat suhu meningkat, tekanan uap juga meningkat.
Kavitasi
Proses kavitasi terjadi ketika gelembung atau rongga terbentuk di dalam cairan. Proses ini terjadi ketika tekanan turun seketika di bawah tekanan uap. Setelah mengetahui sifat-sifat fluida, mari kita ketahui berbagai jenis fluida.
Baca Juga: Masalah Flow Meter Paling Umum dan Cara Mengatasinya
Jenis-jenis Fluida
Setelah mempelajari sifat-sifat fluida beserta klasifikasinya, mari kita pelajari jenis-jenis fluida.
- Fluida ideal
- Fluida nyata
- Fluida Newtonian
- Fluida non-Newtonian
- Fluida plastik ideal
- Fluida tak termampatkan
- Fluida yang dapat dimampatkan
Fluida ideal: Fluida yang tidak memiliki viskositas dan tidak dapat dimampatkan. Jenis fluida ini secara praktis tidak mungkin ada.
Fluida nyata: Semua jenis fluida yang memiliki viskositas diklasifikasikan sebagai fluida nyata. Contoh: Minyak tanah dan minyak jarak.
Fluida Newton: Fluida nyata yang mematuhi hukum viskositas Newton dikenal sebagai fluida Newton. Contoh: Hidrogen dan air
Fluida non-Newtonian: Fluida yang tidak mematuhi hukum viskositas Newton dikenal sebagai fluida Non-Newtonian. Contoh: Oobleck dan flubber
Fluida plastis ideal: Jika tegangan geser berbanding lurus dengan gradien kecepatan, dan jika nilai tegangan geser lebih besar dari resultan, maka disebut sebagai fluida plastis ideal.
Fluida tak termampatkan: Jika densitas fluida tidak bervariasi dengan penerapan gaya, maka fluida tersebut dikenal sebagai fluida tak termampatkan. Contoh: Aliran air yang mengalir dengan kecepatan tinggi dari pipa selang taman.
Fluida yang dapat dimampatkan: Jika densitas fluida bervariasi dengan penerapan gaya, fluida ini disebut fluida yang dapat dimampatkan. Contoh: gas, uap, dan uap.
Baca Juga: Enam faktor utama pemilihan flow meter yang perlu dipertimbangkan
Kesimpulan
dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Definisi dan Klasifikasi Fluida” akan terdapat banyak pertanyaan, kami akan menyimpulkan dari beberapa pertanyaan yang sering diajukan :
P1: Apa yang dimaksud dengan fluida?
J1: Zat yang tidak memiliki bentuk yang pasti dan mudah menyerah pada tekanan eksternal dikenal sebagai fluida.P2: Studi tentang aliran fluida yang sedang bergerak dikenal sebagai?
J2: Studi tentang aliran fluida yang bergerak dikenal sebagai dinamika fluida.P3: Jelaskan pengertian fluida tunak
J3: Fluida yang densitasnya tetap konstan di setiap titik saat mengalir dikenal sebagai fluida tunak.P4: Nyatakan benar atau salah: Fluida tidak menentang deformasi.
J4: Benar.P5: Apakah udara adalah fluida?
J5: Ya, udara adalah fluida. Zat apa pun yang mengalir disebut sebagai fluida.
Referensi: byjus.com
