Kalbariana.web.id – Anda mungkin pernah melihat air yang naik dalam sebuah pipa kapiler, tetapi bagaimana dengan raksa? Ternyata, air dan raksa memiliki perilaku yang berbeda dalam pipa kapiler. Mari kita cari tahu mengapa air dalam pipa kapiler naik tetapi raksa justru turun.
Mengapa air dalam pipa kapiler naik tetapi raksa justru turun
Pernahkah Anda melihat air merangkak naik di dalam pipa kapiler? Fenomena ini terjadi karena adanya gaya kapiler. Tapi apakah Anda tahu bahwa raksa justru memiliki sifat yang berlawanan dengan air dalam pipa kapiler? Mari kita ulas lebih lanjut.
Gaya Kapiler pada Air dan Raksa
Gaya kapiler adalah gaya yang terjadi karena adanya interaksi antara cairan dengan permukaan padat. Ketika cairan berada dalam pipa kapiler, maka permukaan cairan yang berada di dekat permukaan padat akan mengalami gaya tarik yang kuat. Hal ini terjadi karena adanya interaksi antara molekul cairan dengan molekul permukaan padat.
Nilai gaya kapiler ini adalah sebanding dengan diameter pipa kapiler dan tegangan permukaan cairan. Semakin kecil diameter pipa kapiler dan semakin besar tegangan permukaan cairan, maka semakin besar pula gaya kapiler yang terjadi.
Ketika gaya kapiler melebihi gaya gravitasi, maka cairan akan merangkak naik di dalam pipa kapiler. Namun, jika gaya gravitasi lebih besar dari gaya kapiler, maka cairan akan turun ke bawah.
Sekarang, mari kita bahas mengapa air naik di dalam pipa kapiler, sementara raksa justru turun.
Penyebab Air Naik di Pipa Kapiler
Air memiliki tegangan permukaan yang besar, yaitu sekitar 0,072 N/m. Selain itu, air juga memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya.
Ketika air ditempatkan di dalam pipa kapiler yang berdiameter kecil, gaya kapiler yang terjadi sangat besar. Hal ini disebabkan oleh tegangan permukaan yang tinggi dan kemampuan air untuk membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya.
Ketika gaya kapiler melebihi gaya gravitasi, maka air akan merangkak naik di dalam pipa kapiler. Namun, jika gaya gravitasi lebih besar dari gaya kapiler, maka air akan turun ke bawah.
Penyebab Raksa Turun di Pipa Kapiler
Raksa memiliki tegangan permukaan yang rendah, yaitu sekitar 0,48 N/m. Selain itu, raksa tidak memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya.
Karenanya, gaya kapiler yang terjadi pada raksa sangat kecil. Bahkan, pada pipa kapiler yang berdiameter sangat kecil sekalipun, gaya kapiler yang terjadi pada raksa masih kurang dari gaya gravitasi.
Oleh karena itu, raksa akan turun ke bawah jika ditempatkan di dalam pipa kapiler.
Kesimpulan
Fenomena naik-turunnya cairan di dalam pipa kapiler disebabkan oleh gaya kapiler yang terjadi antara cairan dan permukaan pipa kapiler. Semakin besar tegangan permukaan cairan, semakin besar pula gaya kapiler yang terjadi. Oleh karena itu, air yang memiliki tegangan permukaan yang tinggi dan kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya, dapat merangkak naik di dalam pipa kapiler jika gaya kapilernya melebihi gaya gravitasi. Namun, raksa yang memiliki tegangan permukaan yang rendah dan tidak memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya, tidak dapat naik di dalam pipa kapiler karena gaya kapiler yang terjadi sangat kecil.
-
Perbedaan Tegangan Permukaan Air dan Raksa
Tegangan permukaan air lebih besar dibandingkan dengan tegangan permukaan raksa, sehingga air cenderung naik di dalam pipa kapiler, sedangkan raksa cenderung turun. Hal ini disebabkan karena molekul air lebih mudah berinteraksi dan melekat pada permukaan pipa kapiler dibandingkan molekul raksa.
-
Pengaruh Gravitasi
Pengaruh gravitasi juga mempengaruhi naik turunnya cairan di dalam pipa kapiler. Air yang lebih ringan dibandingkan raksa cenderung naik ke atas karena adanya gaya tarik gravitasi yang lebih kecil, sedangkan raksa yang lebih berat cenderung turun karena adanya gaya tarik gravitasi yang lebih besar.
-
Pengaruh Ukuran Pipa Kapiler
Ukuran pipa kapiler juga mempengaruhi naik turunnya cairan di dalamnya. Semakin kecil diameter pipa kapiler, semakin besar tegangan permukaan yang terjadi dan semakin tinggi cairan yang dapat naik di dalamnya. Sebaliknya, semakin besar diameter pipa kapiler, semakin kecil tegangan permukaan yang terjadi dan semakin rendah cairan yang dapat naik di dalamnya.
-
Pengaruh Suhu
Suhu juga mempengaruhi naik turunnya cairan di dalam pipa kapiler. Pada suhu yang lebih tinggi, tegangan permukaan cairan cenderung menurun sehingga cairan yang dapat naik di dalam pipa kapiler menjadi lebih rendah. Sedangkan pada suhu yang lebih rendah, tegangan permukaan cairan cenderung meningkat sehingga cairan yang dapat naik di dalam pipa kapiler menjadi lebih tinggi.
Mengapa air dalam pipa kapiler naik tetapi raksa justru turun
1. Mengapa air bisa naik dalam pipa kapiler?
Hal ini terjadi karena adanya gaya kapiler. Gaya kapiler merupakan gaya tarik-menarik antara molekul air dengan dinding pipa kapiler. Akibatnya, molekul air akan menempel pada dinding pipa dan menarik molekul air lainnya sehingga terjadi fenomena kenaikan air dalam pipa kapiler.
2. Mengapa raksa bisa turun dalam pipa kapiler?
Raksa memiliki sifat yang berbeda dengan air, yakni sifat adhesi (menempel pada dinding pipa kapiler) lebih kecil daripada sifat kohesi (menempel pada molekul lainnya). Oleh karena itu, pada pipa kapiler raksa akan lebih mengalami gaya gravitasi yang menariknya turun daripada gaya adhesi yang menariknya naik.
3. Apa yang mempengaruhi kenaikan air dan penurunan raksa dalam pipa kapiler?
Faktor-faktor yang mempengaruhi kenaikan air dan penurunan raksa dalam pipa kapiler antara lain diameter pipa kapiler, jenis cairan yang digunakan, serta suhu lingkungan. Semakin kecil diameter pipa kapiler, semakin besar gaya kapiler yang terjadi. Selain itu, jenis cairan juga mempengaruhi gaya kapiler yang terjadi pada pipa kapiler. Suhu lingkungan yang tinggi juga dapat mempengaruhi gaya kapiler yang terjadi.
Jadi, kenaikan air dan penurunan raksa dalam pipa kapiler terjadi karena sifat kohesi dan adhesi pada molekul cairan tersebut. Hal ini dapat dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi seperti pompa air dan thermostats.