Daftar isi
Tegangan permukaan merupakan salah satu sub materi yang dipelajari dari kajian fisika yang menggunakan cara kerja dan rumus tegangan permukaan. Terdapat hukum alam dan beberapa faktor ilmiah yang menyebabkan sebuah silet dapat mengapung diatas air, hal ini bukan suatu kebetulan.
Salah satu alasan silet dapat mengapung di atas air adalah karena terdapat tegangan permukaan pada kolam air. Tanpa adanya tegangan permukaan maka silet tersebut tidak akan dapat mengapung. Untuk memperjelas pemahaman, berikut pengertian tegangan permukaan.
Tegangan permukaan merupakan gaya total per satuan panjang yang diberikan pada permukaan kontak antara fasa zat satu dan fasa zat lainnya. Fasa tersebut dapat berupa elemen zat padat, cair, maupun gas.
Gaya total merupakan vertikal ke permukaan kontak serta diarahkan pada bagian dalam elemen. Tegangan permukaan dapat terjadi ketika salah satu fasa merupakan gas. Namun, fasa yang bersentuhan tidak dapat bercampur karena fasa-fasa tersebut tidak dapat larut bersama untuk membentuk larutan.
Area kontak antar fasa merupakan permukaan geometris pemisahan yang dapat disebut dengan antarmuka. Tegangan permukaan juga dapat terjadi karena gaya antarmolekul yang ada pada antarmuka atau permukaan.
Gaya tarikan ke bawah yang menimbulkan permukaan cairan berkontraksi dengan benda lain disebabkan oleh gaya tarik yang tidak seimbang pada antarmuka cairan tersebut. Hal ini juga dapat diketahui dari fenomena yang terjadi pada zat air atau fluida yang berada dalam keadaan statis.
Ukuran tegangan permukaan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis cairan, massa jenis, suhu, tekanan, konsentrasi zat terlarut, serta kerapatan. Apabila kandungan molekul yang besar terdapat pada suatu cairan seperti air maka tegangan permukaannya menjadi besar.
Densitas atau massa jenis merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi besarnya tegangan permukaan. Semakin besar massa jenis maka semakin rapat muatan atau partikel yang ada pada cairan tersebut.
Begitu pula sebaliknya semakin kecil massa jenis maka semakin kecil pula tegangan permukaan yang dimiliki. Kerapatan yang ada pada partikel dapat menyebabkan gaya yang diperlukan semakin besar agar dapat memecahkan permukaan cairan.
Hal tersebut disebabkan oleh partikel yang rapat memiliki gaya tarik menarik antar partikel yang kuat. Adapun contoh penerapan tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari, sebagai berikut.
1. Sabun Cuci
Sabun cuci merupakan pembersih noda kotoran yang ada pada pakaian atau kain. Oleh karena itu, sabun cuci sengaja diciptakan untuk mengurangi terjadinya tegangan pada bagian permukaan air.
2. Hewan Itik dan Angsa
Itik dan angsa dapat mengapung dan berenang di atas air karena bulu-bulu yang melekat pada kedua hewan tersebut tidak basah oleh zat cair.
Apabila bulu-bulu tersebut diberikan bahan detergen maka air dapat membasahi bulu-bulu kedua hewan tersebut sehingga akan mengurangi kemampuan mereka dalam berenang serta kemampuan tegangan permukaan.
Terdapat dua cara untuk mencari dimensi tegangan permukaan yakni dengan rumus dan satuan tegangan permukaan.
Permukaan Rumus Tegangan Permukaan (γ) = F /d
= m . a /d
= m . v / t/d
= m . ( s / t ) / t/d
= m . s / t² /d
= m . s / t² . d
= [M] . [L] / [T]² . [L]
= [M] . 1 /[T]²
= [M] . [T]-² (Dimensi tegangan permukaan)
Satuan Tegangan Permukaan (γ) = N/m
= kg . m/s² /m
= kg . m/s² . m
= kg . 1 /s²
= [M] . 1 / [T]²
= [M] . [T]-² (Dimensi tegangan permukaan)
Berdasarkan kedua hasil perhitungan tegangan permukaan maka dapat diketahui dimensi tegangan permukaan adalah [M][T]-2 . Serta dapat diketahui bahwa besaran tegangan permukaan itu diturunkan berdasarkan waktu dan besaran pokok.