Ingeniería de SonidoIngeniería de Sonido

Fí i 2Física 2

Tit l I D i l O V ldi iTitular: Ing. Daniel Omar Valdivia

Adjunto: Lic. Auliel María Inésj

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T di á iTermodinámica  

TemperaturaLa 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 partículas del sistema sea en un sentidopartículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones.

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T di á iTermodinámica  

Escalas de Temperatura Termometría

Termómetro de gas avolumen constante.

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T di á iTermodinámica  Ley de Boyle‐Mariotte

Ley de Gay LussacLey de Gay Lussac

Ley de CharlesLey de  Charles

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T di á iTermodinámica  

Ley de Gases Ideales

P = PresiónP = PresiónV = Volumenn = Moles de GasR= Constante universal de los gases idealesT= Temperatura absoluta

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T di á iM l d id l L D l A

Termodinámica  Mezcla de gases ideales: Ley Dalton y Amagat

Gases Reales: Van der Waals

Definición de sistema, medio ambiente y universo

Si di á iSistema termodinámico

Equilibrio termodinámico

Sistemas aislados, cerrados y abiertos

q

d d i f i

Transformaciones reversibles e irreversibles

Estado de un sistema y sus transformaciones6

T di á il i i i i d l di á i

Termodinámica  C dEl primer principio de la Termodinámica Concepto de 

Energía interna 

dU dQ dWdU = dQ ‐ dW  en forma diferencial

F d i bi d í iFormas de intercambio de energía sistema‐entorno 

Trabajo de expansión dW = PdV 

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T di á iC l

Termodinámica  CalorExperiencia de Joulep

Capacidad Calorífica, calor p ,específico a volumen constante 

y presión constante

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T di á iP Adi báti

Termodinámica  Procesos Adiabáticos

Proceso Isotérmico

Proceso Isocórico

Proceso Isobárico

Procesos Poli trópicos

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T di á iTermodinámica  

Segundo Principio de la Termodinámica

Concepto de Rendimiento Maquinas térmicas

Ciclo CarnotCiclo Carnot

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F d T i ió d l C lFormas de Transmisión del Calor 

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Conductividad Térmica 

La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas b d l di dbasado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materiamateria.

Ley de Fourier

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Convección Térmica

Si existe una diferencia deSi existe 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 l d t d l fl id tcalor de una parte del fluido a otra 

por un proceso llamado convección

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convección.

Radiación Térmica

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Ondas en una barraOndas en una barra

Deformación del elementoDeformación del elemento

Módulo de elasticidad de un material. Existe unarelación de proporcionalidad entre el esfuerzofuerza por unidad de área) y deformaciónunitaria (deformación por unidad de longitud).La constante de proporcionalidad Y se denominamódulo de Young y es característico de cadamódulo de Young y es característico de cadamaterial.

Desplazamiento del elementoLa parte izquierda de la barra ejerce una fuerza F sobre el elemento de barra deLa 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 elementoLa fuerza neta es

La segunda ley de Newton afirma que la fuerza sobre dicho elemento es igual al g y q gproducto 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/m2) ρ es la densidad (expresada en kg/m3). 

Ondas en un resorteOndas en un resorteLey 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/LF=‐kx donde k=A.E/L

Donde k es la constante elástica del resorte, x la elongación (alargamiento producido), , g ( g p ),

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 

Ondas de presión (ondas sonoras)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 araras 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 latravés del medio; y su longitud de onda será la velocidad del sonido entre la

frecuencia de la oscilación de la fuerza.

Modo de propagaciónEl 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 

di l d i i l ió d t dmedio el que produce y propicia 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 no permite que las vibraciones se transmitan. Así pues,totalmente rígido no permite que las 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 

di t d ió ñ l ió d dgradientes 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.

Ondas transversales en una cuerdaOndas transversales en una cuerdaSi l tí l d l di l l t b ió ibSi 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.

Ondas superficiales en un liquidoOndas superficiales en un liquido

Ondas en una membranaOndas en una membrana

Ondas ElectromagnéticasOndas Electromagnéticas