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Propagação de ondas sonoras no ar e a temperatura

Se a densidade do ar quente é menor do que a do ar frio, por que o som se propaga com maior velocidade no ar quente?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A estranheza manifesta na pergunta possivelmente decorre de um pressuposto equivocado, recorrentemente veiculado em livros e materiais de ensino médio, de que a rapidez de propagação das ondas sonoras é decidida pela densidade do meio. O pressuposto equivocado é o de que quanto maior a densidade, maior será o valor da velocidade do som.

De fato já tratamos deste equívoco em outras postagens (vide por exemplo Velocidade da luz e do som)  a rapidez (velocidade) do som – v – depende de duas propriedades MECÂNICAS do meio: a densidade de massa do meio – d – e o módulo de elasticidade volumétrica do meio – K – conforme abaixo.

Portanto quando a densidade do meio aumentar, caso o módulo de elasticidade volumétrica se mantenha inalterado, a rapidez de propagação do som diminuirá

O coeficiente K para um gás depende da pressão (p) no gás e da razão entre as capacidades térmicas molares a pressão e a volume constante (γ). Ou seja, para um gás vale que

Para o ar γ = 1,4. Se considerarmos ar na mesma pressão p, então quanto mais denso é o ar, tanto menor é a rapidez do som. Ora, o ar frio é mais denso do que o ar quente (mantida a pressão constante) e portanto o som se propaga mais rapidamente no ar quente do que no ar frio.

Mais sobre a rapidez de propagação de ondas sonoras:

Dúvida sobre o salto do Felix Baumgartner

Ondas sonoras aceleram ao passar de um meio para outro?

Qual é a influência da gravidade na propagação de ondas sonoras?

Efeito Doppler em ondas sonoras: por que não posso calcular usando a velocidade relativa fonte-receptor?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 5094.


10 comentários em “Propagação de ondas sonoras no ar e a temperatura

  1. Lindinha disse:

    Amei. Esse site super me ajudou no meu trabalho de ciências.❤

  2. Marilton disse:

    Legal

  3. João Coutinho disse:

    Olá, tenho uma dúvida sobre um ocorrido. Eu estava estacionando meu carro de ré na minha casa, que ativa automaticamente os sensores que direcionam o som pros auto-falantes. Neste momento captou uma mensagem fonada que ocorreu às 10:00h, mas eu estacionei às 10:10h. Do ponto que estacionei pro ponto da msg são uns 15 metros e a temperatura em torno dos 10 graus. Pode uma onda sonora ficar disponível no ar por tanto tempo? Ainda chegou com um áudio meio robotizado. Eu consegui gravar de dentro do carro.

  4. Susana disse:

    Amei! Me ajudou com meu trabalho de física! Com este site, eu passei de ano! Obrigadão!

  5. Joana disse:

    AMEI! ME AJUDOU NO TRABALHO DE FÍSICA! PASSEI DE ANO! OBRIGADÃO, SÉRIO!

  6. Mosir Junio disse:

    Boa noite!!!
    O som pode ser afetado pelo vento?

  7. Miguel Angelo Moreira disse:

    Os sons graves e agudos se propagam com a mesma velocidade em meios idênticos?
    Isto é, a velocidade do som depende de sua frequência?

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