Fluida Adalah Zat dalam Bentuk Gas dan Cair, Kenali Sifat-Sifat dan Besaran Fisikanya

Mengacu pada Kamus Besar Bahasa Indonesia atau KBBI, pengertian fluida atau zat cair adalah segala jenis zat yang dapat mengalir dalam wujud gas maupun cairan. Sedangkan secara umum, fluida adalah sub-himpunan dari fase benda, termasuk cairan, gas, plasma, dan padat plastik. Fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir (atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka).

Dengan kata lain, fluida adalah zat yang mengalami deformasi secara berkesinambungan jika terkena gaya geser (gaya tangensial) walaupun gaya tersebut kecil sekalipun. Sedangkan zat cair memiliki massa tertentu dan volumenya tidak tergantung pada bentuk wadah.

Hal yang sama juga dijelaskan dalam buku yang berjudul Mekanika Fluida Laboratorium Hilir oleh Ir. Budi Sulistiyo Nugroho menjelaskan bahwa fluida adalah zat yang terus-menerus berubah bentuk karena adanya tegangan geser, walaupun tegangan gesernya kecil. Fluida meliputi fase padat, gas, dan cair.

Aliran fluida merupakan fenomena yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Fluida memiliki peran yang sangat penting dalam berbagai bidang contohnya, bidang pertanian, industri, kedokteran dan bidang lainnya.

Fluida memiliki beberapa sifat khas yang membedakan mereka dari benda padat. Berikut adalah sifat-sifat utama dari fluida, antara lain:

1. Kemampuan Mengalir

Fluida memiliki kemampuan untuk mengalir. Molekul-molekul dalam fluida tidak terikat dalam susunan tetap seperti pada benda padat, sehingga mereka dapat bergerak relatif satu sama lain.

2. Tidak Memiliki Bentuk Tetap

Fluida tidak memiliki bentuk tetap, sehingga dapat mengambil bentuk wadah di mana mereka berada. Hal ini berbeda dengan benda padat yang memiliki bentuk yang tetap.

3. Kekentalan (Viskositas)

Viskositas adalah sifat fluida yang mengukur sejauh mana fluida menahan aliran atau mengalir dengan mudah. Cairan dengan viskositas yang tinggi, seperti madu atau sirup, cenderung lebih kental dan mengalir lebih lambat daripada cairan dengan viskositas yang rendah, seperti air.

4. Kepadatan

Kepadatan adalah massa per unit volume dari fluida. Kepadatan cairan dan gas berbeda dengan gas biasanya, yang memiliki kepadatan lebih rendah dibandingkan cairan.

5. Tekanan

Tekanan dalam fluida meningkat dengan kedalaman fluida. Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan dalam fluida diteruskan ke segala arah dan sama di semua titik dalam fluida pada kedalaman yang sama.

6. Kompressibilitas

Gas memiliki kemampuan untuk menjadi lebih padat atau lebih kompresibel dibandingkan cairan. Ketika gas ditekan, jarak antara molekul-molekulnya berkurang, menghasilkan peningkatan kepadatan.

7. Aliran Laminar dan Turbulen

Aliran fluida dapat berlangsung dalam dua kondisi utama, yaitu aliran laminar (berlapis) dan aliran turbulen (kacau). Aliran laminar terjadi ketika aliran fluida bergerak dalam lapisan-lapisan yang teratur dan tidak memiliki gaya-gaya turbulen yang signifikan. Aliran turbulen terjadi ketika aliran fluida bergerak dalam pola yang tidak teratur dengan putaran dan pusaran.

8. Distribusi Tekanan

Tekanan dalam fluida berkurang seiring peningkatan kecepatan aliran, sesuai dengan prinsip Bernoulli. Hal ini memungkinkan pesawat terbang, alat-alat bertekanan tinggi, dan banyak aplikasi lain yang bergantung pada perubahan tekanan untuk dapat berfungsi dengan baik.

Massa jenis fluida dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (rho), didefinisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Massa jenis biasanya digunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida. Pada volume yang kecil, massa jenis fluida merupakan hasil bagi antara massa fluida dan volumenya. Pengertian ini hanya digunakan pada fluida yang memiliki volume yang kecil dan dapat diamati secara menyeluruh oleh penglihatan.

Sedangkan pada fluida dengan volume yang sangat besar, massa jenis fluida tidak memiliki nilai yang tetap. Perubahan nilai massa jenis fluida dipengaruhi oleh kedalaman pengukuran fluida di dalam cairan. Nilai massa jenis fluida meningkat seiring bertambahnya kedalaman ruang pada cairan. Massa jenis fluida yang nilainya tidak tetap terjadi pada bendungan, lautan maupun atmosfer. Pada atmosfer, nilai massa jenis semakin kecil bila fluida diukur pada posisi yang semakin jauh dari permukaan Bumi. Nilai massa jenis fluida yang berubah-ubah diukur dengan menambahkan faktor diferensiasi massa dan volume fluida.

1. Jenis Fluida Berdasarkan Sifatnya

Berdasarkan sifatnya, fluida dibedakan menjadi dua jenis yakni fluida ideal dan fluida sejati. Fluida ideal tidak dapat mengalami perubahan volume akibat perubahan tekanan. Selain itu, fluida ideal juga dapat berpindah tanpa mengalami gesekan, sehingga viskositasnya sama dengan nol. Sedangkan fluida sejati adalah fluida yang dapat mengalami perubahan volume akibat perubahan tekanan dan dapat mengalami gesekan saat berpindah dengan nilai viskositas tertentu.

2. Jenis Fluida Berdasarkan Pergerakannya

Berdasarkan pergerakannya, fluida dibedakan menjadi dua jenis yakni fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis merupakan fluida yang berada dalam keadaan tidak bergerak, sedangkan fluida dinamis merupakan fluida yang berada dalam keadaan bergerak.