Dua buah pipa kapiler identik dicelupkan kedalam d...

Question

Dua buah pipa kapiler identik dicelupkan kedalam dua cairan yaitu air dan raksa.  Ketika pipa kapiler dicelupkan ke air yang memiliki massa jenis 1000 kg/m3, air pada pipa kapiler naik sebesar 4 cm dan sudut kontak yang terbentuk sebesar 60o. Sedangkan ketika pipa kapiler dicelupkan ke dalam raksa yang memiliki massa jenis 13600 kg/m3, raksa pada pipa kapiler turun sebesar 4 cm dan sudut kontak yang terbentuk sebesar 120o. Perbandingan tegangan permukaan antara air dan raksa adalah .... (15 Poin)  4 : 5  10 : 136  2 : 5  5 : 136  4 : 136

Y. Setyo · Accepted Answer

Hallo Angelina, jawaban dari soal ini adalah 5 : 68.

Diketahui:
ρa = 1000 kg/m³
ha = 4 cm
θa = 60°
ρr = 13600 kg/m³
hr = -4 cm
θr = 120°
ra = rr
Ditanyakan:
γa : γr = ...?
Jawab:
Tegangan permukaan adalah gaya ke bawah yang menyebabkan permukaan cairan berkontraksi dan benda menjadi dalam keadaan tegang. Tegangan permukaan terjadi karena kohesi di bawah zat cair lebih besar daripada kohesi di permukaan. Tegangan permukaan pada pipa kapilier dirumuskan:
γ = ρghr/2 cosθ
Dimana
γ : tegangan permukaan zat cair (N/m)
ρ : massa jenis zat cair (kg/m³)
g : percepatan gravitasi (m/s²)
h : naik/turunnya zat cair dalam kapiler (m)
r : jari0jari penampung pipa (m)
θ : sudut kontak

γa/γr = (ρa g ha r/2 cosθa) / (ρr g hr r/2 cosθr)
γa/γr = (1000 . 4 / cos60°) / (13600 . -4 / cos120°)
γa/γr = (4000/0,5) / (-54400/-0,5)
γa/γr = 8000/108800
γa/γr = 5/68

Jadi, perbandingan tegangan permukaan antara air dan raksa adalah 5 : 68. Tidak ada jawaban yang sesuai.

Kelas: 11
Topik: Fluida Statis

R. Mercies · Answer

Hallo, Angel.
Kakak bantu jawab ya.
Jawabannya perbandingan tegangan permukaan air dibanding dengan tegangan permukaan air raksa pada pipa kapiler identik adalah 10 : 136
Tegangan permukaan fluida pada pipa kapiler bisa dirumuskan sebagai :
γ=ρghr/2cosθ
Karena kedua pipa kapiler identik dan percobaan dilakukan di tempat yang sama maka bisa kita asumsikan bahwa r1 dan r2 pada kedua pipa kapiler dan percepatan gravitasi yang dialami kedua pipa kapiler adalah sama, sehingga :
γ_air/γ_raksa =((ρ_air.g.h_air)⁄2cosθ)/((ρ_raksa.g.h_raksa)⁄2cosθ)
γ_air/γ_raksa =((1000.g.4)⁄(2cos60^0 ))/((13600.g(-4))⁄(2cos120^0 ))
γ_air/γ_raksa =(1000(-1))/(-13600.1)=10/136

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa