Fundamentos de espectroscop´ıa: Ondas de presión en un
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Fundamentos de espectroscopı́a: Ondas de presión en un gas Prof. Jesús Hernández Trujillo Facultad de Quı́mica, UNAM Las variaciones de presión en un gas producen ondas elásticas que consisten en compresiones y expansiones que se propagan a lo largo del gas (sonido). A diferencia de las ondas longitudinales en una varilla, cuando se producen fluctuaciones en la presión p del gas, la densidad también fluctúa de manera significativa. Esto se debe a que los gases son muy compresibles. Para una onda de presión armónica: vs ↑ baja densidad (rarefacción) ∆p = p0 sen k(x − vs t) ↑ alta densidad (condensación) donde p0 es la amplitud de presión (presión promedio), ∆p = p−p0 y vs es la velocidad del sonido. La velocidad del sonido es una propiedad que puede ser determinada con precisión en amplios intervalos de presión y temperatura y que puede ser relacionada con propiedades termodinámicas de los fluidos tales como la densidad, la capacidad calorı́fica y las compresibilidades isotérmica e isoentrópica. El movimiento ondulatorio en los fluidos normalmente es un proceso adiabático. Esto se debe a que las variaciones de presión son tan rápidas que no hay tiempo para que ocurra transferencia de calor. La velocidad del sonido está dada por vs2 = V̄ . MκS En esta expresión, V̄ y M son el volumen y la masa molar, respectivamente, y κS es el coeficiente de compresibilidad adiabática, dado por 1 κS = − V̄ ∂ V̄ ∂p ! . S
