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Física Térmica

Tela aquecida em tubo


Descrição e conteúdos abordados

Acender uma espiriteira à álcool e posicionar o tubo na vertical sobre a chama, de modo a aquecer diretamente a tela metálica que está dentro do tubo. Uma vez aquecida, afastar o tubo da chama, mantendo a posição vertical. Logo haverá produção de som gerado pelo tubo. O som é produzido por uma onda sonora estacionária dentro do tubo. Por se tratar de um tubo aberto nas duas extremidades, o comprimento do tubo equivale a aproximadamente metade de um comprimento de onda da frequência fundamental.

A onda estacionária aparece da combinação de dois movimentos do ar dentro do tubo: o movimento de convecção do ar quente subindo e os movimentos de expansão e contração do ar ao atravessar a tela quente. O ar quando passa pela tela se aquece e se expande. Logo em seguida, encontra regiões mais frias e se contrai. Esses movimentos rápidos de expansão e contração fazem o ar vibrar em inúmeras frequências distintas. Porém, a frequência na qual houver a formação de uma onda estacionária dentro do tubo é a que irá sobressair, também chamado de frequência de ressonância.

Como a formação da onda estacionária depende também do movimento de convecção do ar, se posicionarmos o tubo na horizontal, ele deixa de emitir o som.

Esse efeito de geração de som por meio da energia térmica é chamado de efeito termo acústico.


Material Utilizado

  • Tubo de vidro aberto nas extremidades contendo uma tela metálica próximo a uma das extremidades
  • Espiriteira de álcool

Equipamento doado por Claudio Hiroyuki Furukawa para o Laboratório de Demonstrações da UFPA. 


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