Laboratorio velocidad del sonido en el aire

LABORATORIO #1
VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE

INTRODUCCION

En el presente laboratorio se estudia la velocidad del sonido en el aire a temperatura ambiente. Los resultados obtenidosexperimentalmente son consistentes. Así mismo se pudo
analizar en forma cualitativa el comportamiento de la fase del frente de onda al reflejarse en el
extremo del tubo en condiciones de cerrado y abiertorespectivamente.

OBJETIVOS

• Medir la velocidad del sonido en el aire a temperatura ambiente

MARCO TEORICO

Velocidad del sonido en el aire.
Entre la velocidad de propagaciónv de una onda, su longitud de onda, ( y su frecuencia f existe la relación
[pic] (1)

de modo que, si somos capaces de medir ( y f, podremos calcular la velocidad de propagación V.

Lasondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales, que pueden propagarse en los medios materiales (sólidos, líquidos y gases). Si el medio en que se propaga la onda sonora es un gas, tal como el aire,la velocidad de propagación viene dada por

[pic] (2)

siendo β el módulo de compresibilidad del medio y ρ su densidad.

Si admitimos que las transformacionesque acompañan a la propagación del sonido en el aire (es decir, las compresiones y enrarecimientos) tienen carácter adiabático (ya que son muy rápidas) y que el aire se comporta como un gas ideal,entonces podremos escribir

[pic] (3)

donde ( es el llamado coeficiente adiabático y representa el cociente entre los calores molares a presión y a volumen constante (( =Cp/Cv) y P es la presión del gas (la presión atmosférica)

Sustituyendo la expresión (3) en la (2) y utilizando la ecuación de estado del gas ideal (pV = nRT) obtenemos

[pic](4)
[pic]

donde R es la constante universal de los gases, M es la masa molecular del gas (la...