Zadanie ZF-833
o zadaniu...
- Publikacja w Delcie: czerwiec 2013
- Publikacja elektroniczna: 28-05-2013
Jaka będzie częstotliwość
dźwięku piszczałki wypełnionej
helem, jeśli wypełniona powietrzem generuje dźwięk o częstotliwości
Hz? Prędkość
dźwięku w gazie, w warunkach
normalnych, z dobrym przybliżeniem opisuje zależność
gdzie
i
oznaczają odpowiednio ciepła właściwe gazu pod
stałym ciśnieniem i w stałej objętości,
–
temperaturę w skali Kelvina, a
– masę jednego mola gazu. Powietrze jest
mieszaniną azotu (78% objętości) i tlenu (21% objętości).
fali generowanego dźwięku jest proporcjonalna do
długości
piszczałki (współczynnik zależy od rodzaju piszczałki i nie
zależy od rodzaju wypełniającego ją gazu), z definicji:
a więc
częstotliwość
dźwięku danej piszczałki jest proporcjonalna do
prędkości dźwięku w wypełniającym ją gazie. Powietrze to w ponad
mieszanina dwuatomowych cząsteczek azotu
i tlenu
o wypadkowej masie molowej
Cząsteczki
helu, gazu szlachetnego, są jednoatomowe:
Jak
wiadomo, stosunek
dla gazu jednoatomowego wynosi
w przybliżeniu 5/3, a dla gazu dwuatomowego 7/5. Po podstawieniu tych
danych otrzymujemy
