Fluida
Oke, minggu ini kita mengulangi belajar sedikit mengenai fisika dasar. Jika anda seusia saya, lahir di tahun sekitar akhir 80-an maka di pelajaran fisika anda semasa SMP pasti diajarkan mengenai 3 keadaan benda. Tiga keadaan tersebut ialah padat, cair, dan gas. Sebenarnya ada yang tahap yang keempat yang jarang diketahui orang, yaitu plasma.
Sedikit mengulang supaya lebih jelas, cara membedakan keempatnya ada di tabel berikut:
| PADAT | CAIRAN | GAS | PLASMA | |
| Bentuk | Konstan, sulit untuk berubah kecuali diubah dengan kekuatan tinggi | Berubah mengikuti bentuk wadah | Berubah mengikuti bentuk wadah dan bahkan bisa mengembang untuk mengisi wadah | Sama dengan gas |
| Struktur hubungan antar atom | Sulit untuk berubah dan antar atom hanya bisa saling mempengaruhi dengan getaran | Memiliki ikatan, namun atom dapat dengan mudah berubah posisi | Antar atom tidak terikat dan jarak antar atom lebih besar daripada besar tiap molekul | Antar atom dipenuhi dengan elektron bebas, satu atom dengan yang lain tidak terikat |
Oke, kita lanjut ke penjelasan saya mengenai fluida. Nah, yang dimaksud dengan fluida ini yang mana dari keempat tahap di atas? Jawabannya adalah benda cair, gas, padatan cair, dan (jarang sekali sih) plasma. Padatan cair itu seperti apa contohnya? Biasanya berbentuk molases atau slurry, isinya berupa benda padat yang dihancurkan hingga halus dan dicampurkan ke dalam cairan supaya mudah diangkut. Contohnya susu cair yang dibuat dengan mencampurkan susu bubuk ke dalam air hangat (dalam air yang jumlahnya lebih sedikit daripada susu bubuk), atau semen yang diendapkan di dalam air.
Fluida memiliki empat poin penting yang patut dipertimbangkan dalam penanganannya:
- Flow, atau volume/debit
- Tekanan
- Temperatur
- Viskositas, secara khusus untuk padatan cair
Kita bahas satu per satu mengenai empat poin tersebut.
Volume atau debit atau flow yang dimiliki oleh suatu fluida menentukan seberapa cepat dan seberapa banyak fluida yang melewati sistem perpipaan dalam suatu waktu. Penting untuk dihitung dan dicatat, karena ada kapasitas mesin atau pompa yang memerlukan debit dalam satu satuan waktu tertentu dan juga ada batas maksimum operasi. Satuan untuk flow yang dipakai rata-rata adalah liter/menit atau m3/menit dan bisa pula dalam jam.
Tekanan dihasilkan oleh fluida yang bergerak. Gaya dorong fluida yang disemburkan ke dalam suatu perpipaan mampu memberikan tekanan ke dalam sistem perpipaan. Apabila menembus batas maksimum dari suatu sistem, anda pasti tahu akibatnya: kebocoran dalam sistem. Ada pula sistem peralatan yang baru bekerja jika tekanan yang ada mencapai titik tertentu, karena itu penting untuk mengetahui berapa tekanan yang dibutuhkan oleh sistem. Satuan untuk tekanan biasanya diukur dalam bar, sedangkan ketahanan tekanan suatu peralatan biasa ditunjukkan lewat Pressure Nominal (PN).
Temperatur fluida berpengaruh juga ke sistem perpipaan yang dilewati. Perhatikan, ada beberapa fluida tertentu yang jika temperaturnya tepat maka fluida tersebut bisa bereaksi dengan material pipa atau valve atau pompa. Ada pula valve atau pompa yang hanya bisa beroperasi pada temperatur tertentu. Temperatur fluida tidak hanya berubah karena fluida dipanasi saja, tetapi bisa juga melalui reaksi kimia. Sebagai contoh, campurkan air dan H2SO4, pasti suhu larutannya naik tanpa dipanasi.
Viskositas menunjukkan seberapa kental sebuah fluida. Semakin kental sebuah fluida, semakin tinggi pula viskositasnya. Kekentalan fluida juga menentukan seberapa besar gaya yang diperlukan untuk mendorong fluida mengalir melalui sistem perpipaan. Perlu diingat, masing-masing fluida mempunyai viskositas yang berbeda untuk temperatur yang berbeda pula. Biasanya, fluida yang bercampur padatan atau yang di atas saya sebut slurry/molases memiliki viskositas yang lebih besar daripada larutan murni. Oh ya, gas juga memiliki viskositas, namun efeknya sedikit berbeda dengan cairan.
Oke, sampai di sini dulu. Untuk posting selanjutnya kita akan bahas mengenai fenomena-fenomena fluida.
