Argumente que para fins de cálculo da velocidade de uma onda sonora, o
adiabático é o que devemos usar.
Passo 1
Beleza, o que a gente precisa aqui é entender por que, quando a gente calcula a velocidade de uma onda sonora, a gente usa o
adiabático. Ou seja, vamos falar sobre o que é a velocidade do som, o que é
, e por que o processo adiabático é o adequado para esse cálculo.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a velocidade do som. A velocidade de uma onda sonora depende de como o meio pelo qual o som está viajando responde à compressão e dilatação causadas pela onda. Essa resposta é medida pela compressibilidade do meio.
Passo 3
Agora,
representa a compressibilidade do meio. Existem dois tipos principais de compressibilidade: isobárica (a pressão é constante) e adiabática (não há troca de calor). No caso das ondas sonoras, as compressões e dilatações acontecem tão rápido que não há tempo para troca de calor com o ambiente. Isso caracteriza um processo adiabático.
Passo 4
Como as ondas sonoras ocorrem em processos adiabáticos, porque não há tempo para a transferência de calor, a compressibilidade que devemos usar é a
adiabática. Isso garante que a velocidade do som calculada reflita corretamente a resposta do meio às rápidas variações de pressão causadas pela onda sonora.
Resposta
Portanto, para calcular a velocidade de uma onda sonora, devemos usar o
adiabático, pois as ondas sonoras envolvem compressões e dilatações rápidas que ocorrem sem troca de calor, caracterizando um processo adiabático.
Exercícios relacionados
O alcance horizontal de um projétil é 3 vezes a altura máxima alcançada pela mesma. Determine o ângulo de disparo. Fornecer como resposta a tangente do ângulo. (2 pontos)
Com esse comportamento em mente, imagine o processo de congelamento de um lago e discuta com alguns detalhes como este processo seria diferente se o coeficiente de expansão térmica da água sempre fossem positivos.
Um atirador segura um rifle de massa
frouxamente, de modo que a arma possa recuar livremente ao disparar. Ele atira uma bala de massa igual a
horizontalmente com velocidade relativa ao solo dada por
. Qual a velocidade de recuo
do rifle? Quais são os valores da energia cinética final e momento linear total final da bala? E do rifle?
Inicialmente o sistema está num estado a uma temperatura
e a uma pressão
. Depois ele é expandido de forma isentrópica (
constante) até uma pressão
. Qual é sua temperatura final
?