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MATERIALES Y METODOS El arreglo experimental, correspondiente al tubo de Quincke se indica esquemáticamente en la figura 1. Un parlante conectado a un generador de funciones, emisor, genera una señal sonora de frecuencia f conocida. Un micrófono conectado a un amplificador de audio, emite una señal proporcional a la intensidad sonora en la zona del micrófono, receptor. El método experimental se basa en la interferencia de ondas. La onda sonora proporcionada por el emisor se divide en dos componentes coherentes que se propagan en sentidos opuestos, recorriendo caminos de distintas longitudes hasta alcanzar el receptor, que detecta la superposición de ambas señales. En dicho punto ambas ondas se superponen definiendo un patrón de interferencia que el micrófono transforma en una señal eléctrica que podemos visualizar mediante un osciloscopio. Dicho patrón de interferencia viene determinado por la superposición de dos ondas de igual frecuencia, ω, y número de ondas, k=2π/λ, que se propagan en sentidos opuestos.

En el tubo de Quincke, la interferencia por refuerzo o por atenuacion depende de la diferencia de longuitudes de los caminos CAD y CBD, luego si el tubo B se desplaza, se observa en D una serie alternada de sonidos y de instantes de silencio según se produzca una u otra clase de interferencia. Si x es la distancia que debe moverse el tubo B para pasar de una posicion de sonido maximo a la siguiente; la velocidad del sonido se puede calcular por la expresión, v= 2xf Esto se debe a que, para pasar de un máximo a otro, la diferencia de marcha debe aumentar en una longitud de onda; como en este caso cada rama de tubo B ha aumentado en x, resulta que 𝜆 = 2𝑥 y por lo tanto v=𝜆𝑓 = 2𝑥𝑓. En un gas, las ondas se propagan a una velocidad (𝑣) que está determinada por: 𝛾𝑃 𝑣=√ 𝜌

Donde: -

P: Presión de confinamiento del gas 𝜌: Densidad del gas 𝛾: La constante adiabática que viene definida por la relación siguiente: 𝛾=

𝐶𝑃 𝐶𝑣

Donde: CP: Calor específico a presión constante. Cv: Calor específico a volumen constante. Para el aire y los gases diatómicos 𝛾 = 1.40.

Y si consideramos el aire como un gas ideal y debido a que las expansiones y comprensiones que produce la onda acústica en el aire son muy rápidas, el proceso se puede considerar aproximadamente adiabático. Entonces la velocidad del sonido en el aire viene dada por la expresión:

𝑣 = √𝛾

𝑅𝑇 𝑀

;ó

2

𝑣 =𝛾

𝑅𝑇 𝑀

;y

𝛾=

𝑀𝑣 2 𝑅𝑇

𝛾 es el coeficiente adiabático del aire, R es la constante universal de los gases ideales, T la temperatura absoluta y M la masa molar. En el caso del aire, los valores son 𝛾 = 1. 𝑦 𝑀 = 0.02895 𝑘𝑔/𝑚𝑜𝑙