Velocidade do som em gases

Question

A figura abaixo mostra um tubo utilizado para medir a velocidade do som em gases. O interior do tubo é preenchido com gás hidrogenio a temperatura de 25 graus celsius e um pó muito fino e pouco denso. A extremidade direita do tubo possui um pistão móvel, e a extremidade esquerda possui um alto-falante que emite na frequencia de 1000Hz. Ajustando o comprimento do tubo por meio do pistão móvel até que ele entre em ressonancia com a frequencia do alto-falante, observa-se a formação de pequenos montes de pó, sendo que o espaçamento médio entre os picos desses montes é d= 63,5 cm. Nessas condições, qual é a velocidade do som no gás hidrogenio?

Joao M. · Answer

Olá Pedro!  Esta questão é clássica e refere-se a um equipamento usado para ensaios acústicos, denominado “Tubo de Kundt”. O que ocorre nesta situação é a formação de ondas estacionárias num Tubo Fechado (quando uma das extremidades está aberta e a outra fechada). A função do pistão móvel é alterar o comprimento do tubo para que ocorra o fenômeno da ressonância, cuja consequência será a formação de pequenos montes de pó. Os “montes de pó” são zonas de repouso, ou nós, e as zonas onde o pó está sacudido seriam ventres. A distância consecutiva entre dois nós é igual a meio comprimento de onda. Sendo assim, meio comprimento de onda é igual a 63,5 cm e portanto o comprimento de onda (lambda) é:  lambda = 63,5 *2 = 127 cm = 1,27 m  Como a frequência é fornecida e igual a 1000Hz, a velocidade pode ser calculada pela equação:  V = lambda * frequência = 1,27 * 1000 = 1270 m/s  Espero ter ajudado  Prof. Vicente

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