Adaptación de un tubo de Kundt para la determinación de la velocidad del sonido a distintas temperaturas

Abstract

Resumen: En este trabajo se diseñó y construyó un sistema acústico que adapta un tubo de Kundt para la medición de la velocidad del sonido a distintas temperaturas. Se excitó la columna de aire por medio de un parlante a frecuencia constante de 2 kHz y, moviendo un ´embolo a lo largo del tubo, se midieron las longitudes de columna de aire para las cuales se observa la señal de resonancia en la pantalla de un osciloscopio. Este procedimiento se repitió a distintas temperaturas, en el rango de 19○C hasta 115○C. Se graficó la velocidad de propagación del sonido en función de la temperatura. Los resultados se compararon con los predichos por el modelo clásico que supone al aire como un gas ideal diatómico y al fenómeno acústico como adiabático. Se encontró un acuerdo satisfactorio entre los valores experimentales y los que predice el modelo.

Abstract: In this work we describe how we designed and built an acoustic system that allowed us to adapt a Kundt’s tube for the measurement of the speed of sound at different temperatures. The air column inside the tube was excited by a speaker at a frequency of 2 kHz. We changed the air column length by moving a piston throughout the tube, and we measured and recorded that length when we observed a resonance signal on the oscilloscope screen. This procedure was repeated at different temperatures, ranging from 19○C to 115○C. Then it was calculated the propagation of the speed of sound based on the temperature. The results were compared with those predicted by the classical model, which assumes that air is an ideal diatomic gas, and that the acoustic phenomenon is an adiabatic process. Finally, it was found a satisfactory agreement between the experimental values and those predicted by the classical model.