UD5. Transferencia de energía: Calor, luz y...

UD5. Transferencia de energía: Calor, luz y sonido

0. Introducción1. Calor y temperatura

1.1. Temperatura, energía térmica y calor1.2. Efectos del calor1.3. Medida de la temperatura1.4. Equilibrio térmico1.5. Propagación del calor: la conducción1.6. Convección1.7. La radiación

2. La luz y la visión2.1. La visión2.2. La propagación rectilínea de la luz2.3. La reflexión de la luz2.4. La refracción de la luz2.5. La descomposición de la luz

3. El sonido3.1. Cualidades del sonido3.2. Propagación del sonido3.3. Reflexión del sonido


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0. Introducción

Tras haber trabajado en la unidad anterior el concepto de energía, los tipos que existen de lamisma y las fuentes de donde podemos obtenerla, pasamos a estudiar los mecanismos detransferencia de energía.Estos son fundamentalmente dos: el trabajo y el calor.Nos centraremos en este último: el calor

Es un concepto habitual en nuestro hablar diario.¡Cuántas veces hablamos del tiempo, del calor o del frío que hace,de si van a bajar o subir las temperaturas, ...!Por eso mismo, al igual que nos ocurría con el movimiento y con lasfuerzas, lo primero que deberemos hacer será aclarar los conceptospara comprender cómo entiende la ciencia actual estos fenómenos.

Tras ello, nos surgirán las radiaciones como uno de losprocedimientos de transmisión de esta energía (sin propagación de lamateria) y nos centraremos en las radiaciones que más informaciónnos proporcionan sobre el mundo que nos rodea: la luz y el sonido

(Proyecto Newton, MECD)


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1. Calor y temperatura

El frío se cuela por la ventana

Me he quedado sin calor

La temperatura es muy baja

No tengo nada de calor

¿Cómo deberíamos decir correctamente la siguiente frase: "Tengo mucho frío"?

Elige la correcta

He aquí una de las típicas frases que un científico no debería decir nunca.El frío no existe (aunque podamos tener la sensación de frío)

¿El cubito de hielo cede frío a nuestra bebida o absorbe calor de la misma?Los científicos economizan los conceptos innecesarios y se quedan con el de calor.El frío sería la pérdida de calor

Una vez resuelto el tema del frío deberemos distinguir los conceptos de temperatura y calor.Parece que todos estaremos de acuerdo en que cuando suministramos calor a un objeto aumentasu temperatura y que cuando pierde calor, ésta disminuye.

Podríamos definir la temperatura como lo que mide el termómetro

Pero ya hemos visto en la Unidad 2 que la temperatura era una medida del movimiento de laspartículas (átomos o moléculas) que forman un cuerpo.Puedes repasar las actividades de los apartados 1. y 2.2. de dicha unidad Así que no aceptaremos la definicion de que la temperatura mide el calor de un cuerpo

La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de un gran número departículas


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1.2. Efectos del calor

1.1. Temperatura, energía térmica y calor

Cuando ponemos juntos dos vasos con agua a distinta , el que tiene más cede Seleccione un valor temperatura energía térmica calor Seleccione un valor energía térmica temperatura calor Seleccione un valor calor temperatura frío

al de menos hasta alcanzar igual Seleccione un valor calor energía térmica temperatura Seleccione un valor temperatura energía térmica calor

Completa el texto

Como hemos recordado las partículas que componen un cuerpo están en continuo movimiento,tienen por tanto energía cinética.

Llamamos energía térmica a la energía cinética de un conjunto muy grande de partículas

Todas ellas no tienen la misma energía cinética, unas tienen en un momento más y otras menos.Pero las colisiones entre ellas van haciendo que se intercambien energía.Así que resulta interesante hablar de la enrgía cinética promedio, eso es lo que expresa latemperatura:

La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de un gran número departículas

Cuando decimos que un cuerpo está a mayor temperatura que otro, estamos diciendo que laenergía cinética promedio de las partículas del primero es mayor que la de las partículas delsegundo. Es decir, que se mueven más deprisa.

Cuando ponemos en contacto dos cuerpos a distinta temperatura las partículas del de mayortemperatura colisionan con las del otro cediéndoles parte de su energía cinética y aumentando,por tanto la temperatura del segundo cuerpo.

El calor es la energía que pasa del cuerpo de mayor temperatura al de menor

Como puedes ver el calor es energía en tránsito. No se puede tener.Es como la lluvia. Sólo es lluvia mientras cae. En la nube es agua. Y agua es en el charco.

Los cuerpos tienen más o menos energía térmica, no más o menos calor.Un cuerpo pierde energía térmica mientras cede calor a otro que a su vez aumenta su propiaenergía térmica


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¿Qué ocurre cuando suministramos calor a un cuerpo?

¿Qué efecto del calor debemos tener en cuenta fundamentalmente al construir un bloque deviviendas?

Contesta

Pues fundamentalmente, tres cosas:

La primera, ya conocida, es que su . Aunque no siempre, como veremos temperatura aumentadespués

La segunda es que debida a la mayor agitación de sus partículas los cuerpos tienden a ocupar unmayor volumen. Es decir, .se dilatan

Junta de dilatación (Wikipedia)

Esta situación se produce en los sólidos, aunque no es muy apreciable, un poco más en loslíquidos y mucho más en los gases.

Usamos la dilatación de los líquidos (alcohol y mercurio) para medir la temperatura en lostermómetros.

Precisamente la diltación anómala del agua es fundamental paramantener la vida, pues hace que el hielo flote sobre el agua y dificulta quese siga enfriando.

Investiga en la siguiente sobre esta dilatación anómaladirección

Y una tercera cosa que puede suceder si seguimos aumentando la temperatura es que seproduzca un .cambio de estadoPrecisamente, si son sustancias puras, mientras las calentamos y se produce el cambio de estadono aumenta su temperatura

Estos son los 3 principales efectos del calor, pero existen otros: se puede descomponer el cuerpo,se puede oxidar en presencia de aire, puede efectuar otra reacción, cambian sus propiedadesmecánicas, eléctricas, ...


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1.3. Medida de la temperatura

¿Tengo fiebre, doctor?

¿Por qué crees que debe ser tan fino el tubo que contiene el alcohol de un termómetro?

Contesta

Cuando queremos medir la temperatura de un cuerpo lo ponemos en contacto con un termómetro.El prinicipo de funcionamiento es el que estudiaremos más tarde de equilibrio térmico.Al estar en contacto, los dos acabarán teniendo la misma temperatura. Y como el termómetro espequeño, acabará adquiriendo la temperatura del aire, del agua del baño o de nuestro cuerpo.

Los termómetros más conocidos, de mercurio yalcohol, se basan en la dilatacion de estos líquidoscon la temperatura.El mercurio tiene un punto de solidificación de -39 ºC,por lo que no nos servirá para temeperaturas muybajasEl alcohol hierve a menos de 100 ºC por lo que nonos servirá para temperaturas altas, sin embargo semantiene líquido hasta -114 ºC por lo que seráutilizable en cadenas de frío.Pero podemos utilizar la presión de un gas, laresistencia eléctrica u otras propiedades que varíencon la temperatura para construir otros termómetros.

Resta tan sólo establecer unos puntos fijos en esos termómetros para calibrarlosAntiguamente cada constructor de termómetros tenía su propia escalaEn la Unidad 1, en su apartado 1.6. estudiamos las distintas escalas de temperatura que semanejan, cómo se definen y cómo se pasa de una a otra


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1.4. Equilibrio térmico

No, lo que ceden es trabajo

No, los de mayor temperatura a los de menor

No, lo que ceden es temperatura

Sí, siempre que puedan

¿Los cuerpos con más energía térmica ceden calor a los que tienen menos?

Elige la correcta

Tenemos el agua del Mar Mediterráneo a una temperatura de 15 ºC y un cazo de agua hirviendo a100 ºC.¿Cuál de los dos tiene más energía térmica?Creo que no tendrás ninguna duda en afirmar que el agua del marSi no, piensa en cuanto butano has necesitado para poner a hervir el cazo y qué le habría pasadocon esa energía al mar

Pues bien. Si metemos el cazo en el mar, ¿quién cederá calor a quién?Efectivamente, el cazo cederá calor al mar mientras disminuye su temperatura y el mar absorberáese calor cedido, pero dada su gran masa, apenas aumentará su temperaturaDiremos entonces que han alcanzado el equilibrio térmico

Cuando ponemos en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, el más calientetransfiere energía térmica al de menos temperatura hasta alcanzar el . equilibrio térmico

Un bloque caliente se introduce en un baño frío hasta alcanzar el equlibrio(Angel Franco)

Esta transferencia de energía térmica es lo que denominamos calor


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1.5. Propagación del calor: la conducción

No, nos da energía térmica

No, nos quita el frío

No, evita que perdamos calor por conducción

Pues claro

¿El forro polar nos da calor?

Elige la correcta

Pero, ¿cómo se transfiere ese calor de un cuerpo a otro? ¿cómo se propaga de un punto a otro?Pues existen 3 tipos de propagación, y puede producirse por cualquiera de ellos o por los tressimultáneamente.

En el primer tipo la energía va pasando de una partícula aotra por colisión entre ellas. La partícula con más energíacinética, choca con la más lenta y le transfiere parte de suenergía. Y así en cadena.

Las partículas no se propagan, permanecen más omenos en el mismo sitio, pero la energía se vadistribuyendo a otras partículas. Es lo que ocurre porejemplo en una barra de hierro si la calentamos por unextremo. Al cabo de poco rato notamos caliente el otroextremo.

A este tipo de propagación lo denominamos y se da sobre todo en los sólidosconducción

Esta propagación no se da de la misma manera en todos los materiales.

Los materiales que transmiten rápidamente la energía de un punto a otro se denominan, mientras que a los que lo hacen lentamente se les llamaconductores térmicos aislantes

. La propiedad que los distingue es la .térmicos conductividad térmica

Distribución de temperaturassi el foco caliente está a la izquierda

Distribución de temperaturassi el foco caliente está a la izquierda

Conducción en un sólido(Fuente desconocida)


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1.6. Convección

La convección: una cuestión de gravedad

Para que les de el sol y se calienten

Para evitar que se cuele el frío por la ventana

Para que no nos molesten al poner los muebles

Para que las corriente de convección distribuyan el aire caliente

¿Por qué ponemos los radidores debajo de las ventanas?

Elige la correcta

¿Qué ocurre si calentamos un líquido o un gas por la parte inferior del recipiente en que está?

Las partículas que adquieren más energía son las del fondo. Pero, a diferencia de lo que ocurre enlos sólidos, las partículas pueden desplazarse con bastante libertad. Al moverse más rápidamenteocupan más espacio (se dilatan al tener mayor temperatura), por lo tanto el fluido es más ligero ytiende a subir. El hueco que dejan esas partículas es ocupado por las partes más frías (máspesadas). Se establecen unas corrientes ascendentes y descendentes: las corrientes de

.convección

Ahora puedes entender por qué decíamos que era una cuestión de gravedad: el arriba y el abajo,el subir los fluidos ligeros y bajar los pesados, sólo ocurre si actúa la gravedad y si calentamos porabajo. En situaciones de ingravidez no se produce este fenómeno. Si calentamos por arribatampoco. Las partes menos densas ya están arriba. El calentamiento es menos efectivo.

La es un proceso de transmisión de energía debido al movimiento de lasconvección propias partículas que la transmiten. Hay transmisión de materia y energía.

Ojo, que en un fluido haya convección no quiere decir que no exista conducción, pero es menosefectiva de cara a la transmisión


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1.7. La radiación

¿Cómo puede llegarnos el calor del Sol?

¿Por qué la ropa de verano suele ser de colores claros y la de invierno de colores oscuros?

Contesta

La pregunta no es fácil de responder.Durante tiempo la comunidad científica ha intentado entender cómo era posible.Si no hay nadaentre el Sol y la Tierra cómo nos podía llegar esa energía. Incluso se pensó que el espaciointerplanetario debía estar lleno de un material extraño: tenue para que no frenara a la Tierra en sumovimiento, transparente para que dejara pasara la luz, buen conductor térmico para que nosllegara rápidamente el calor del Sol, ...En otras palabras, un material que no existe ( y le llamaron éter)

Y es que no hay nada en el espacio interestelar e interplanetario, tan solo el más absoluto vacíosalpicado de pequeñas motas que son las estrellas, los planetas, los satélites.

Bien. Entonces, ¿cómo es posible que se propague la energía por el vacío?

La respuesta, para nosotros ya es familiar:

La : proceso por el que los cuerpos emiten energía que puede propagarse radiaciónincluso por el vacío

Esta radiación es un caso particular de otras radiaciones electromagnéticas que te son totalmenteconocidas: la luz, las microondas, las ondas de telefonía, las ondas de radio, los ultravioletas,rayos X, radiaciones gamma, y por supuesto las . infrarrojas

Tipos de ondas electromagnéticas(blog el Tamiz)

Estas últimas son las responsables que frente a una hoguera sintamos el calor que despide o queenfrente de un radiador detectemos que está caliente sin tocarlo ni poner la mano por encima


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2.1. La visión

Superman y sus rayos X

2. La luz y la visión

Hemos hablado en los apartados anteriores de la radiación como el proceso por el que se puedetransmitir energía a través incluso del vacío y sin necesidad de que se propague materia alguna.En al unidad 4, en el apartado 1.3. que trata sobre los tipos de energía hemos hablado de laenergía radiante como esa energía que se transmite en forma de radiaciones electromagnéticaspor el vacío y que incluye desde las ondas de radio hasta los rayos X y las radiaciones gamma,pasando por las microondas, los infrarrojos y la radiación que es el centro de nuestro estudio: laluz visibleEsta luz, como las otras radiaciones electromagnéticas se propaga por el vacío a la máximavelocidad permitida en nuestro universo:

c = 300000 km/s

En otros materiales, esta velocidad es menor. La energía que transportan las radiaciones electromagnéticas es directamente proporcional a lafrecuencia. Así la luz es más energética que las radiaciones infrarrojas, pero menos que lasultravioletas. Y, dentro de la luz, el azul es más energético que el rojo

La luz presenta tres propiedades características:

se propaga en línea rectase refleja cuando llega a una superficiecuando penetra en otro medio, cambia de dirección


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Córnea

Pupila

Retina

Humor vítreo

Cristalino

Humor acuoso

Ordena las siguientes partes del ojo, según se las encuentra un rayo de luz que entradentro de él

Ordena

¿Cómo es posible que veamos los objetos que nos rodean?¿Ocurre algo parecido a la visión en rayos X de Superman, donde salen unos rayos de los ojosque parecen detectar lo que iluminan?

Evidentemente, todo eso es falso.

Para poder ver es precisa la luz. Luz que sale de los objetos porque la emiten, luz que reflejan losobjetos o luz que atraviesa los objetos (objetos opacos, transparentes o translúcidos)

Corte del ojo (Editorial SM)

Esta luz, después de haber sido modificada por los objetos, es la que llega a nuestros ojos contoda la información del objeto iluminado.

Los ojos mediante un proceso de acomodación producen una imagen nítida en el fondo del mismo(la retina) donde se encuentran las células sensibles (conos y bastones) que transformarán estaluz en señales nerviosas que enviarán al cerebro por el nervio óptico.Finalmente, el cerebro interpretará estas señales nerviosas produciéndose la visión de lo quetenemos ante nuestros ojos


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2.3. La reflexión de la luz

2.2. La propagación rectilínea de la luz

Sombras y eclipses

¿Por qué un eclipse de Luna dura bastante más que uno de Sol?

Contesta

Es conocido desde antiguo que la luz se propaga en línea recta con experiencias como lasiguiente:

propagación rectilínea( José Luis Sánchez Guillén)

Eso nos permite utilizar el concepto de de luz, como la línea que representa gráficamente larayo dirección y sentido de la propagación de la luz.Con la idea de los rayos de luz saliendo de los objetos que emiten luz y rebotando en los objetosiluminados no resulta complicado explicar sucesos naturales como la formación de las sombras ylas penumbras, o el hecho de que se produzcan eclipses de Sol o de Luna

Entra en el siguiente enlace y observa las 3 diapositivas

Sombra y penumbra )(educaplus


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Seguramente habrás observado que las ambulancias llevan escrita el letrero al revés ¿Porqué crees que es esto?

Contesta

Al incidir la luz en los cuerpos, parte de ella penetra y parte se refleja.Hay dos tipos de reflexión: especular y difusaSi la superficie donde incide la luz es perfectamente pulida, todos los rayos que inciden salen en lamisma dirección. Es la . reflexión especularSin embargo si la superficie es irregular sale cada uno en una dirección. Es la . reflexión difusaGracias a esta reflexión podemos ver los objetos desde todos los ángulos.

Pero en los espejos la reflexión hace que veamos los objetos que se reflejan, no el espejo.

La reflexión se basa en que el ángulo que forma el rayo incidente con la perpendicular (normal) alespejo es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal

angulo de incidencia = ángulo reflejado

En los espejos planos, la imagen se forma al otro lado del espejo, la forman las prolongaciones delos rayos (parecen venir de allí) y por eso se dice que es virtual: ningún rayo sale de detrás delespejo, nos vemos del mismo tamaño y tan sólo presenta inversión lateral (la mano derecha serefleja como la izquierda de nuestra imagen.La siguiente animación nos lo explica:

Obtenerlaimagenestansencillocomodibujarpuntoapuntolaperpendicularalespejo

y el simétrico de cada punto a la misma distancia del espejo

Todas las animaciones, incluidas las de formación de imágenes en los espejos cóncavos, puedesverlas en su sitio original en inglés: http://www.physicsclassroom.com/mmedia/index.cfm#optics


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2.5. La descomposición de la luz

2.4. La refracción de la luz

Pescar con la mano en el agua

Explica que seamos capaces de encender una cerilla con una lupa al sol. ¿Qué tipo delente es la lupa?

Contesta

Si has intentado coger algo en el fondo de un estanque pensando que no te ibas a mojar lamanga, seguramente te habrás mojado y sabrás que engaña la profundidad.Igualmente habrás visto a veces que la cucharilla dentro de un vaso con agua se ve doblada.

La explicación de todos estos fenómenos es que los rayos de luz al pasar de un medio a otrodonde la luz se propaga a distinta velocidad, se desvían, acercándose a la normal si la velocidadde propagación es menor y alejándose de la normal en caso contrario. Este fenómeno recibe elnombre de .refracción

(José Luis Sánchez Guillén)

Recuerda que la luz se propagaba a su máxima velocidad en el vacío o en el aire y más lento enotros medios, por lo que un rayo que pase del aire al agua se desviará acercándose a la normal ysi el camino es el contrario se alejará.

Así puedes entender esa cucharilla doblada o rota en el agua: Los rayos que vienen de la partesumergida parecen venir de más arriba y más a la derecha.

Utilizando materiales transparentes (vidrio,plásticos, ...) y dándoles formas variadas conseguimoslas lentes que tanto nos ayudan para ver correctamente (gafas), para proyectar imágenes, paraaumentar el tamaño de los objetos (lupas, microscopios, ...) y para ver más lejos (prismáticos,telescopios, ...)

Todas esas lentes se basan en la refracción.


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Todo es del color del cristal con que se mira

El pigmento magenta

Elige las correctas

El arco iris en el cielo tras la lluvia es una prueba de que la luz blanca se descompone en loscolores que la forman.Los distintos colores se desvían más o menos en función de su frecuencia al atravesar las gotasde agua o un prisma.

Con luces de los se pueden obtener los demás tres colores primarios (rojo, verde y azul)mezclándolos en las proporciones adecuadas.Si mezclamos los 3 en igual proporción obtenemos luz blanca. Esta es la mezcla aditiva decoloresAhora puedes entender cómo se forman los distintos colores en la pantalla de tu monitor

Los objetos no son de un color: reflejan o transmiten la luz que reciben absorbiendo los colores dedistinta manera.Debemos distinguir entre objetos transparentes y opacos.

Los cuerpos transparentes pueden absorber bastantes colores, con lo que los vemos del color (osuma de colores) que transmiten: color por transmisiónUn vidrio rojo absorbe todos los colores menos el rojo.

Los cuerpos opacos (la mayoría) tienen : absorben determinados colores ycolor por reflexiónreflejan otros.Un cuerpo blanco refleja todos, uno negro absorbe todos y no refleja ninguno. Un cuerpo rojorefleja el rojo y uno amarillo refleja el verde y el rojo pero absorbe el azulAsí pues el color de los objetos depende de la luz que los ilumina.Un cuerpo que vemos amarillo iluminado con luz blanca, lo veríamos negro si lo ilumináramos conluz azul o lo viéramos a través de un filtro azul.Este color por reflexión es lo que se utiliza para los pigmentos. Existen tres pigmentos primariosque son los complementarios de los colores primarios: .amarillo, magenta y cianCon la combinación de los tres en la debida proporción se obtienen el resto. Es la mezcla

.sustractivaEl pigmento amarillo absorbe la luz azul (refleja la verde y la roja). El pigmento cian absorbe la roja(refleja verde y azul). Al mezclar ambos pigmentos obtenemos un pigmento que sólo refleja la luzverde


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Absorbe la luz verde

Refleja la luz azul

Refleja la luz roja

Absorbe la luz roja

Refleja la luz verde

Absorbe la luz azul


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3. El sonido

Continuaremos con otro fenómeno ondulatorio. Pero en este caso no son radiaciones electromagnéticas, no puede propagarse por el vacío. El

.sonido

Se dice que el sonido comienza y acaba en una vibración.Todo lo que emite un sonido, vibra.Pero no todo lo que vibra suena. Debe vibrar rápidamente. Como mínimo debehacer 20 vibraciones completas en 1 segundo.Es lo que denominamos frecuencia. La frecuencia mínima a que debe vibrar uncuerpo para que nosotros oigamos un sonido es 20 hertzios (20 Hz)También existe un máximo: 20000 Hz.

Se producen sonidos audibles por nosotros cuando el emisor vibra con una frecuenciaentre 20 y 20000Hz.

No es esta la única condición para que se produzca el sonido.

Para que el sonido llegue hasta el receptor hace falta que se propague por un medio.

El sonido se propaga a través de los gases (el aire por ejemplo), los líquidos (seguro que has oídoa alguien que grita buceando en la piscina) y los sólidos (recuerda a los indios que ponen la orejaen el suelo para oír la llegada del tren o la de la manada de búfalos)Pero . Igual has visto en algún museo de ciencias el despertador queno se propaga por el vacíosuena dentro de una campana de vidrio y aunque sigue vibrando dejamos de oírlo al extraer el airede la campana.Así que esas explosiones que oyes en las batallas intergalácticas son falsas. Si se diera el caso nooiríamos nada. No hay medio para que se propague el ruido de la explosión.

La vibración de las partículas del emisor se transmite por contacto a las partículas del medio.Estas se van transmitiendo esta perturbación unas a otras sin trasladarse.Finalmente las partículas del medio próximas al receptor le transmiten la vibración (el tímpano ennuestro caso)Por eso decimos que . el sonido es una ondaHay propagación de energía, de información, ... sin propagación de materia.


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3.1. Cualidades del sonido

Sonoridad, tono y timbre

Estas son las tres cualidades de cualquier sonido. Son cualidades subjetivas relacionadas conmagnitudes físicas propias de las ondas:

La está relacionada con la energía transmitida por la onda: .sonoridad la intensidadHablamos de sonidos débiles o fuertes, en función de la energía que llega a nuestro oídopor segundo.

Así entendemos que los sonidos se debilitan conforme nos alejamos del emisor. La energíasuministrada por el emisor debe repartirse entre más superficie, por lo que nos llega cadavez menos.Esta intensidad de energía se mide en Watios/m . Pero nuestro oído no es igual de2

sensible para bajas intensidades que para altas. Por eso se utiliza una escala logarítmicaque se asemeja más a la sensación sonora: es la .escala decibélicaPor debajo de 10 (dB) no percibimos apenas nada. Se recomienda nodecibeliossobrepasar los 70 dB en un ambiente de trabajo. A partir de 120 dB la sensación esdolorosa.

Atendiendo al los sonidos se clasifican en . Hace referencia a la tono graves y agudosde vibración. Una frecuencia baja corresponde a un tono grave. Una frecuenciafrecuencia

elevada corresponde a un tono agudo.

Con la edad nuestro tímpano se vuelve menos elástico y tiene más dificultades para vibrara altas frecuencias, por ello las personas mayores dejan de oír antes los tonos agudos (untimbre por ejemplo)

Finalmente, el es la cualidad por la que somos capaces de distinguir un piano de untimbre violín dando la misma nota con la misma sonoridad, o de distinguir las voces de dospersonas cantando la misma canción en el mismo tono.

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Si observamos la emitida por cada instrumento dando la misma notaforma de la onda veremos que aunque se repite con la misma frecuencia, la forma que se repite con dichafrecuencia no es la misma.Si sabes algo de música habrás oído hablar de los (múltiplos de la frecuenciaarmónicos fundamental). Pues cada instrumento y cada voz emite distintos armónicos y con distintaintensidad caracterizando a ese instrumento: es el timbre


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3.2. Propagación del sonido

1700 m

5000m

3400 m

340 m

¿A qué distancia está la tormenta si vemos el rayo y escuchamos el trueno 5 s más tarde?

Elige la correcta

Si reflexionamos sobre el hecho de que el sonido se propaga como una onda, donde las partículastransmiten la vibración, entenderemos que para que se propague el sonido es necesario que el

, debe recuperar su forma después de sufrir la perturbación.medio sea elásticoAsí, los medios plásticos como el corcho, la plastilina, ... absorberán la energía y no latransmitirán. Podremos usarlos como aislantes acústicos.

Por otro lado, cuanto más cercanas y unidas estén las partículas, más rápido transmitirán laperturbación.Así podemos ver en la tabla de velocidades de propagación del sonido que es mayor en lossólidos, menor en los líquidos y sensiblemente inferior en los gases.

Estado Mediovelocidad

(m/s)

gas

aire 340

oxígeno 317

helio 972

líquido agua 1493

sólido

aluminio 5100

cobre 3560

hierro 5130

plomo 1322

La velocidad del sonido puede considerarse constante siempre que el medio sea homogéneo


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3.3. Reflexión del sonido

Eco y reverberación

2040 m

340 m

510 m

1020 m

¿A qué distancia se encuentra el obstáculo si oímos el eco a los 3 s de pegar una palmada?

Elige la correcta

¿Qué ocurre con el sonido cuando llega a un obstáculo?Pues, como ocurría con la luz, que parte penetra en el obstáculo y parte rebota cambiando dedirección. Es decir, se refleja.Esta reflexión del sonido da lugar a dos fenómenos muy interesantes: el eco y la reverberación.El oído necesita que transcurra al menos una entre la llegada de dos décima de segundo

para reconocerlos como .sonidos diferentesLa velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s. Así que en ese intervalo de tiempo el sonidorecorre 34 m. Durante ese tiempo el sonido debe viajar hasta el obstáculo, reflejarse y llegar hastanuestro oído.Luego para que se produzca el obstáculo debe eco (distinguir el sonido original del reflejado)estar a más de 17 m.Si la distancia es menor de esos 17 m, también se produce la reflexión, pero el sonido reflejado sesuperpone con el original y dificulta la audición. Este fenómeno recibe el nombre de

.reverberaciónEn las habitaciones vacías y sin muebles ni cortinas habrás notado el efecto. Los muebles,cortinas y la gente amortiguan y absorben el sonido reflejado y disminuyen la reverberación(mejoran la acústica)

En los auditorios y salas de conferencias hay que diseñar el recinto, revestir las paredes yamueblarlos para evitar que se oigan los ecos, pero consiguiendo que el sonido llegue a todos losrincones con la misma sonoridad.


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