Estudio de la velocidad del sonido en medios gaseosos
Resumen
La curiosidad humana no conoce límites, por lo que, al comenzar a interesarse el ser humano en todos los fenómenos relacionados con los sonidos naturales, por medio de la observación, la interpretación, innumerables hipótesis y experimentaciones; le es posible crear leyes e instrumentos, que nos permite predecir, medir y reproducir, con sorprendente exactitud, estos fenómenos.
Palabras clave: sonido, velocidad, presión, diatómicos, vibraciones.
Abstract
Human curiosity knows no limits, so that, when the human being begins to be interested in all phenomena related to natural sounds, through observation, interpretation, innumerable hypotheses and experiments; It is possible to create laws and instruments, which allows us to predict, measure and reproduce, with surprising accuracy, these phenomena
Keywords: Sound; Speed; Pressure; Diatomic.
Estudio de la velocidad del sonido en medios gaseosos
A lo largo de la historia mundial, múltiples imperios, naciones y civilizaciones, han alcanzado enormes glorias, a la par de que han colapsado en ruinas, muchos de los cuales, se han salvado del olvido, gracias a que su conocimiento fue transmitido de persona a persona a lo largo de generaciones, formando los cuentos y leyendas que actualmente conocemos.
Pero; ¿qué fue lo que permitió a estos grandes grupos humanos volverse tan poderosos? La respuesta es aparentemente muy simple, fue la comunicación entre individuos pertenecientes a una misma tribu lo que origino al fenómeno conocido ahora como comunicación, lo que permitió a estos grupos, volverse más organizados y sofisticados al poder compartir metas en común. Lo que cuadra con la idea de una lengua materna original. (Atkinson, 2011).
En esta lección, analizaremos brevemente a la comunicación verbal, la cual consiste en la transmisión de ideas de un individuo a otra utilización como principal medio la voz. Y la voz vendría siendo todos aquellos sonidos o secuencias de ondas producidos por las vibraciones de las cuerdas vocales que se propagan en un medio, el cual puede ser sólido, líquido o gaseoso. (S/N, 2017).
Los sonidos no son exclusivamente algo que pertenece a los organismos vivos, también podemos encontrar ejemplos de sonidos, producto de fenómenos físicos, tales como el crujir de los arboles al mecerse con el viento, el impacto de las olas en las costas, un trueno al cruzar el cielo, etc.
La curiosidad humana no conoce límites, por lo que, al comenzar a interesarse el ser humano en todos estos fenómenos, por medio de la observación, la interpretación, innumerables hipótesis y experimentaciones; le es posible crear leyes e instrumentos, que nos permite predecir y medir con sorprendente exactitud, estos fenómenos.
Uno de estos muchos fenómeno, es la velocidad de propagación del sonido, con esto nos referimos a la velocidad con la que una onda, puede estarse propagando en un medio elástico (solido, liquido o gaseoso) en un tiempo definido.
El principal medio de comunicación del sonido, veremos que se trata del aire, una mezcla de gases compuesta en un 78% de nitrógeno, 20 % de oxígeno y un 2% de otros gases. Como valor constante establecido, sabemos que la velocidad del sonido a 0°C es de 331 . Valor obtenido a partir de la siguiente formula:
Donde:
V= Velocidad de propagación del sonido en un gas
Y= Densidad relativa del aire/gases diatómicos= 1.4 (1.6 para gases diatómicos)
P= presión del gas en
ϕ= densidad del gas en
Al realizar la sustitución de valores en la formula anterior se aprecia:
Como nota adicional, el valor de la presión, se considera como 1 atmosfera, la cual es la presión a condiciones normales, y su equivalencia es igual a 101325.
Al estar hablando de gases, veremos que es muy importante mencionar el facto de la temperatura, la cual va a afectar a los grados de libertad que tendrán las moléculas que conforman al gas.
Experimentalmente se ha demostrado, que la velocidad del sonido en el aire, varía en 0.61 por cada °C que aumenta la, así que, para calcular el valor de la velocidad del sonido, en función de a temperatura, podemos utilizar la siguiente expresión (Urrego., 2017):
Donde:
V= Velocidad del sonido en el aire a una temperatura T.
V0= Velocidad del sonido en el aire a 0°C (331.61).
T= Temperatura en °C
Referencias
Atkinson, Q. D. (2011). Phonemic Diversity Supports a Serial Founder Effect Model of Language Expansion from Africa. Science, 346-349.
S/N. (2017, Agosto 18). The Propagation of sound. Retrieved from The Propagation of sound: http://pages.jh.edu/~virtlab/ray/acoustic.htm
Urrego., J. A. (2017, Agosto 18). Velocidad del Sonido. Retrieved from Velocidad del Sonido: http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases/velocidaddelsonido/velocidadsonido.html
[a] Escuela Preparatoria Número 4, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Correo: oscar_muñoz@uaeh.edu.mx