Questão 12
UNICAMP 2004
(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questão 12)
Uma das formas de se controlar misturas de gases de maneira rápida, sem precisar retirar amostras, é medir a variação da velocidade do som no interior desses gases. Uma onda sonora com freqüência de 800 kHz é enviada de um emissor a um receptor ( vide esquema ), sendo então medida eletronicamente sua velocidade de propagação em uma mistura gasosa. O gráfico abaixo apresenta a velocidade do som para uma mistura de argônio e nitrogênio em função da fração molar de Ar em N2.
a) Qual o comprimento de onda da onda sonora no N2 puro?
b) Qual o tempo para a onda sonora atravessar um tubo de 10 cm de comprimento contendo uma mistura com uma fração molar de Ar de 60% ?
Gabarito:
Resolução:
a) Em N2 puro, o módulo da velocidade de propagação do som é de 347 m/s. Como a freqüência do som (800 kHz) independe da constituição do meio:
b) Para uma fração molar de Ar igual a 60%, obtemos do gráfico o módulo da velocidade de propagação do som igual a 325 m/s, aproximadamente. Então: