aud20004-2024-2

clase-11

jueves 24 octubre 2024

repaso y ejercicios unidades 5, 6

unidad 5: calor y temperatura

unidad 6: ondas y sonido

ecuaciones importantes de calor y temperatura

ecuación de los gases ideales

\[P \cdot V = n \cdot R \cdot T\]

donde

\[R = 9.31 \frac{J}{mol K}\]

siempre expresamos la temperatura T en Kelvin, abreviado K. recordamos que una diferencia de 1 grado Celsius es igual a 1 grado Kelvin.

\[\Delta T_{Celsius} = \Delta T_{Kelvin}\] \[K = C + 273\]

la presión la medimos en Pascales (Pa), que equivale a

\[Pa = \frac{N}{m^2}\]

un valor típico de presión, es la presión atmosférica al nivel del mar:

\[presión_{atmosférica} \approx 100 kPa\]

la ecuación de transferencia de calor postula que la transferencia de calor Q de un cuerpo está dada por el producto entre su masa, su capacidad calórica específica, y la diferencia de temperatura.

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

las unidades son:

si un sistema está aislado, la suma de los calores es 0.

\[Q_{1} + Q_{2} + Q_{3} + ... = 0\]

ecuaciones importantes de ondas y sonido

unidades importantes de una onda:

  1. amplitud, se mide en metros.
  2. frecuencia, se mide en Hz.
  3. fase, se mide en radianes.

una onda sinusoidal se puede definir por estas tres características:

otro parámetro importante para el estudio de ondas, que usaremos cuando medimos su velocidad es la longitud de onda.

\[lambda = \lambda\]

relaciones entre mundo físico y perceptual:

velocidad del sonido: a 20 Celsius, es de 343 metros por segundo, y es la velocidad que usaremos en este curso.

\[v_{sonido} = 343 \cdot \frac{m}{s}\]

la ecuación que relaciona la velocidad, longitud y frecuencia de una onda es:

\[v_{sonido} = \lambda_{onda} \cdot f_{onda} = constante\]

ecuación de efecto Doppler:

\[f = f_{original} \cdot \frac{v_{sonido} \mp v_{receptor}}{v_{sonido} \mp v_{fuente}}\]

para efectos de este curso, asumiremos que la velocidad del receptor es 0, y solamente nos concentraremos en la velocidad de la fuente.

\[f = f_{original} \cdot \frac{v_{sonido}}{v_{sonido} \mp v_{fuente}}\]

sabemos que cuando una fuente se acerca a nosotros, la frecuencia percibida es mayor, y cuando se aleja, la frecuencia percibida es menor.

con eso, sabemos que cuando la fuente se acerca, el signo es negativo, y cuando se aleja, el signo es positivo.