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gaz diatomique et vitesse de propagation du son
Bonjour,
Je vous donne l'énoncé de mon exercice et ainsi que tous les éléments que j'ai résolu précédemment avant de vous dire mon petit souci :
Un générateur de basse fréquence envoie une tension électrique sinusoïdale dans un haut parleur qui transforme cette tension en un son de même fréquence.Le son se propage dans le gaz contenu dans un tube, puis il est reçu par un microphone qui le transforme en tension sinusoïdale. Grâce à des fils électriques rigides et à des orifices percés dans le tube, il est possible de déplacer le microphone à l'interieur du tube. L'expérience consiste à mesurer la distance d entre 2 positions successives du microphone,c'est-à-dire la plus petite distance entre 2 positions pour lesquelles on observe sur la voie B une tension en phase avec celle observée sur la voie A.
L'expérience est réalisée dans du diazote à 20°C, on a mesuré une distance de 0,349 m et une vitesse de 349 m/s. On purge ensuite le tube du diazote qu'il contient et on le remplit de dioxygène. La t° est toujours de 20°C, la distance de 0,326m et la vitesse de propagation du son de 326 m/s.
on s'intéresse à la vitesse de propagation du son dans des gaz diatomiques à la même t°. On dit alors que la vitesse du son est inversement proportionnelle à la masse molaire du gaz pour que cette nouvelle expérience soit compatible avec la précédente.
J'ai donc calculé que :
diazote : 349*
28 = 1846,7
dioxygène : 326*32 = 1844,1
On me demande de calculer la distance d que l'on mesurerait si on réalisait l'expérience dans du dihydrogène à 20°C. (sachant que sa masse molaire est de 2,0g.mol-1)
Je sais qu'on utilise la formule V = d/t (où t = 10-3s) et qu'on utilise l'hypothèse :
la vitesse du son est inversement proportionnelle à la masse molaire du gaz
Comment calculer la vitesse de propagation ? Pourriez-vous me donner une piste ?
La vraie phrase ne serait pas : la vitesse du son est inversement proportionnelle à la racine de la masse molaire du gaz ?
Donc on peut établir une loi mathématique qui donne la vitesse du son dans un gaz de molécule diatomique par :
c = 1845/M
où 1845 est le coefficient de proportionnalité que nous a donné la mesure dans le diazote et le dioxygène (c'est une valeur approchée, on peut prendre 1844 ou 1846 aussi, j'ai pris 1845 comme valeur moyenne)
Tu vas donc pouvoir en déduire la vitesse du son dans le dihydrogène en prenant pour M la masse molaire du dihydrogène.
Pour calculer d, il faut peut-être commencer par comprendre ce qu'il représente ! Quelle grandeur physique de ton onde sonore la distance d représente-elle ?
Oui la vraie phrase est bien "la vitesse du son est inversement proportionnelle à la racine carré de la masse molaire du gaz".
Ah d'accord je comprends mieux. C'est le coefficient qui me manquait.. c'est trop bête !
la distance d est en mètre.
Si je fais le calcul, j'obtiens :
1845/2,0 
1304,6
V = distance/temps soit V*t = d donc 1304,6*10-3= 1,3046 soit 1,30
J'obtiens le même résultat si je fais :
Vitesse / fréquence = 1304,6 / 1000 = 1,3046...
La distance d est donc de 1,30 m.
En fait ce qu'il me manquait c'était le coefficient. Je ne voyais pas à quoi me servait de savoir celui du diazote et du dioxygène calculés précédemmment.
Je vous remercie pour votre aide Efpe 
*f où f est la fréquence de l'onde et 
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