Pregunta nº 59 (9/3/00)
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Si
hablamos inmediatamente después de haber inhalado humo de un
cigarrillo nuestra voz resulta grave. Sin embargo, después de inhalar
helio, por ejemplo de un globo de feria, nuestra voz se oirá muy
aguda (como la del pato Donald).
¿A qué se debe? |
Las respuestas
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Alfredo
El cambio en el tono de voz
es debido a las diferentes densidades del helio, el humo y el aire.
Al ser el helio más más ligero que el aire, o
menos denso, representa un medio de amortiguamiento más tenue para
las cuerdas vocales, las cuales pueden entonces vibrar a frecuencias más
altas, lo que en otras palabras significa un aumento en la agudeza de
la voz.
En el caso del humo, al ser éste más pesado que
el aire (a la misma temperatura) reduce la frecuencia de vibración de
las cuerdas vocales haciendo que la voz suene un poco más grave.
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Francisco
de León -Sotelo y Esteban
La velocidad de propagación
del sonido en un gas viene dada por la expresión
V=SQR(K*R*T/M) en donde:
K=Coeficiente adiabático para el gas, de valor aproximado
1.4.(Adimensional)
R=Constante de los gases, con valor 8.31 Jul/Mol*ºK
M=Masa molecular del gas a considerar en Kg/Mol
T=Temperatura absoluta en ºK.
V=Velocidad en m/seg.
Si a partir de dicha formula, hacemos la relación entre las
velocidades en dos medios distintos por ejemplo aire/helio obtenemos
que dichas velocidades son inversamente proporcionales a la raíz
cuadrada del cociente entre las masas moleculares de los gases que se
consideren y así:
V(en helio)=V(en aire)*SQR(29/4) siendo 29 y 4 las masas moleculares
del aire y del helio, por lo que tomando 340 m/seg para la velocidad
en el aire obtenemos para el helio una velocidad de 915 m/seg. Este
incremento de la velocidad conlleva un apreciable aumento de la
frecuencia del sonido emitido ( se vuelve mas agudo, más chillón).Si
la experiencia se realiza en atmósfera de hidrogeno es aun el efecto
mas notable al ser el hidrogeno el único elemento que tiene menor
masa molecular que el helio, aunque se desaconseja la realización del
experimento. Con el humo del cigarrillo el proceso es inverso al
explicado volviéndose los sonidos mas graves. A otro nivel una explicación
mas sencilla seria que las cuerdas vocales vibran mas fácilmente
dentro de un medio menos pesado que en otro que lo es mas, lo que es
intuitivamente fácil de entender por cualquiera, ya que será menor
el esfuerzo necesario para desplazar (hacer vibrar) las moléculas mas
livianas que las mas pesadas. Todo esto solo es aplicable al pequeño
intervalo de tiempo que las cuerdas bucales se encuentran rodeadas de
la atmósfera de helio o del humo del cigarrillo. Este ultimo tiempo
no es nada pequeño en la garganta de un fumador de ahí las
inevitables ronqueras crónicas en ellos.
Francisco de Leon -Sotelo y Esteban
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Han
dado también respuestas correctas : Diego, Bero, Dundito. |
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