Fluida dan Sifat-sifatnya

Fluida ada 2 macam: cairan dan gas. Watak dari fluida adalah mengalir, mengisi ruangan yang mewadahinya. Beberapa diantara sifat-sifat fluida adalah:

1.Densitas (massa jenis) dan berat spesifik: Densitas adalah massa per satuan volume, sedangkan berat spesifik adalah berat per satuan volume.

2. Tekanan: Dalam hal ini, ada tekanan absolut dan ada juga tekanan alat ukur (gauge pressure). Yang disebut terakhir tidak lain adalah tekanan absolut dikurangi tekanan atmosfir (1 atm). Tekanan fluida biasanya diukur dengan manometer (cairan) atau barometer (gas).

3. Temperatur (suhu), panas spesifik (specific heat), konduktivitas termal, dan koefisien ekspansi termal: Panas spesifik adalah jumlah energi panas yang diperlukan untuk menaikkan satu satuan massa sebesar satu derajat. Konduktivitas termal menunjukkan kemampuan fluida untuk menghantarkan (mengkonduksikan) panas. Sedangkan koefisien ekspansi termal menghubungkan antara temperatur dan densitas pada tekanan konstan.

4. Compressibility: Dalam hal ini, fluida bisa dibagi menjadi compressible fluid dan incompressible fluid. Secara umum, cairan bersifat incompressible sedangkan gas bersifat compressible. Kemampuan suatu fluida untuk bisa dikompresi biasanya dinyatakan dalam bulk compressibility modulus.

Istilah compressible fluid dan incompressible fluid hendaknya dibedakan dengan istilah compressible flow dan incompressible flow. Compressible flow adalah aliran dimana densitas fluidanya tidak berubah didalam medan aliran (flow field), misalnya aliran air. Sedangkan incompressible flow adalah aliran dimana densitas fluidanya berubah didalam medan aliran, misalnya aliran udara.

5. Viskositas: menunjukkan resistensi satu lapisan untuk meluncur (sliding) diatas lapisan lainnya. Definisi lain dari viskositas dikaitkan dengan ada tidaknya geseran (shear). Dengan demikian, viskositas berhubungan langsung dengan besarnya friksi dan tegangan geser yang terjadi pada partikel-partikel fluida. Dalam hal ini, fluida bisa dibedakan menjadi viscous fluid dan inviscid fluid (kadangkala disebut juga nonviscous fluid atau frictionless fluid). Sebetulnya, semua fluida pasti memiliki viskositas betapapun kecilnya. Namun ketika viskositasnya sangat kecil dan bisa diabaikan, maka biasanya diasumsikan sebagai inviscid fluid.

Fluida yang berada didalam lapis batas (boundary layer) biasanya diperlakukan sebagai viscous, sedangkan fluida yang berada diluar lapis batas diperlakukan sebagai inviscid. Fluida yang berada dalam lapis batas, sebagai akibat dari sifat viskositasnya, akan membentuk gradien kecepatan.

Pada fluida Newtonian, gradien kecepatan berubah secara linier (membentuk garis lurus) terhadap besarnya tegangan geser. Sebaliknya, pada fluida non-Newtonian, hubungan antara gradien kecepatan dan besarnya tegangan geser tidaklah linier.

6. Tegangan permukaan (surface tension): adalah besarnya gaya tarik yang bekerja pada permukaan fluida (cair). Definisi lainnya adalah: intensitas daya tarik-menarik molekular per satuan panjang pada suatu garis manapun dari permukaan fluida. Dimensi dari tegangan permukaan adalah gaya per panjang. Contoh bagaimana efek dari tegangan permukaan adalah, jika sebuah pisau silet diletakkan secara perlahan diatas air maka pisau silet tersebut tidak akan tenggelam akibat adanya tegangan permukaan air.