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1 Ingeniería de Sonido Física 2 Titular: Ing. Daniel lomar Vldii Valdivia Adjunto: Lic. Auliel María Inés 1

2 Termodinámica i Temperatura La temperatura de un sistema es una medida de la energía cinética media de las partículas que lo constituyen. Energía asociada a los movimientos de las partículasdel sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. 2

3 Termodinámica i Escalas de Temperatura Termometría Termómetro de gas a volumen constante. 3

4 Termodinámica i Ley de Boyle Mariotte Ley de Gay Lussac Ley de Charles 4

5 Termodinámica i Ley de Gases Ideales P = Presión V = Volumen n = Moles de Gas R= Constante universal de los gases ideales T= Temperatura absoluta 5

6 Termodinámica i Mezcla l de gases ideales: Ley Dl Dalton y Amagat Gases Reales: Van der Waals Definición de sistema, medio ambiente y universo Sistema termodinámico i Equilibrioq termodinámico Sistemas aislados, cerrados y abiertos Transformaciones reversibles e irreversibles Estadod deunsistema y sus transformaciones 6

7 Termodinámica i El primer principio i i de latermodinámica i du = dq dw en forma diferencial Concepto de Energía interna Formas de intercambio de energía sistema entorno Trabajo de expansión dw = PdV 7

8 Cl Calor Experiencia de Joule Termodinámica i Capacidad Calorífica, calor específico a volumen constante y presión constante 8

9 Procesos Adiabáticos Termodinámica i Proceso Isotérmico Proceso Isocórico Proceso Isobárico Procesos Poli trópicos 9

10 Termodinámica i Segundo Principio de la Termodinámica Concepto de Rendimiento Maquinas térmicas Ciclo Carnot 10

11 Formas de Transmisión ió dlcl del Calor 11

12 Conductividad Térmica La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia. Ley de Fourier 12

13 Convección Térmica Siexiste una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte dlfl del fluido a otra por un proceso llamado convección. 13

14 Radiación Térmica 14

15 Ondas en una barra Deformación del elemento Módulo de elasticidad de un material. Existe una relación de proporcionalidad entre el esfuerzo fuerza por unidad de área) y deformación unitaria (deformación por unidad de longitud). Laconstantede proporcionalidad Y se denomina módulo de Young y es característico de cada material.

16 Desplazamiento del elemento La parte izquierda de la barra ejerce una fuerza F sobre el elemento de barra de anchura dx, la parte derecha de la barra ejerce una fuerza F sobre dicho elemento La fuerza neta es La segunda ley de Newton afirma que la fuerza sobre dicho elemento es igual al producto de la masa (densidad por volumen) por la aceleración (derivada segunda del desplazamiento) Igualando ambas expresiones obtenemos ecuación diferencial de movimiento ondulatorio. La fórmula de la velocidad de propagación es Y es el módulo de la elasticidad del material o módulo de Young (expresado en N/m 2 ) ρ es la densidad (expresada en kg/m 3 ).

17 Ondas en un resorte Ley de Hooke: Se establece la relación entre la fuerza F ejercida sobre un resorte con el alargamiento/contracción o elongación x producida: F= kx donde k=a.e/l Donde k es la constante elástica del resorte, x la elongación (alargamiento producido), A la sección del cilindro imaginario que envuelve al muelle y E el modulo de Elasticidad del resorte (no confundir con el modulo de elasticidad del material). Donde

18 Ondas de presión (ondas sonoras) Una onda de presión es un movimiento de vibración en un sistema mecánico raras veces está uniforme en todas las partes del sistema especialmente a altas frecuencias, pero se propaga en el metal a alta velocidad. Cualquier material o estructura no puede transmitir una fuerza al instante pero lo hace a la velocidad del sonido en el material. Ya que esta no es infinita, si la fuerza que se está transmitiendo es oscilatoria, las ondas de presión se propagarán a través del medio; y su longitud de onda será la velocidad del sonido entre la frecuencia de la oscilación de la fuerza.

19 Modo de propagación El sonido (las ondas sonoras) son ondas mecánicas elásticas longitudinales u ondas de compresión. Eso significa que: Para propagarse precisan de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia ii la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que éste sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido nopermite quelas vibraciones se transmitan. Así pues, sin medio elástico no habría sonido, ya que las ondas sonoras no se propagan en el vacío. Además, los fluidos sólo pueden transmitir movimientos ondulatorios en que la vibración de las partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación o lo largo de la dirección de propagación. Así los gradientes de presión que acompañan a la propagación de una onda sonora se producen en la misma dirección de propagación de la onda, siendo por tanto éstas un tipo de ondas longitudinales.

20 Ondas transversales en una cuerda Si l tí l dl di l l t b ió ib Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendiculares a la dirección de propagación, las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales. Consideremos una cuerda cuya tensión es T. En el equilibrio, la cuerda está en línea recta. Vamos a ver lo que ocurre cuando se desplaza un elemento de longitud dx, situado en la posición x de la cuerda, una cantidad ð respecto de la posición de equilibrio. Dibujamos las fuerzas que actúan sobre el elemento, y calculamos la aceleración del mismo, aplicando la segunda ley de Newton.

21 Ondas superficiales en un liquido

22 Ondas en una membrana

23 Ondas Electromagnéticas

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