Kysymys nesteestä ja äänestä.

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

[size=150:1cuqg95l]Lämpötilan ja nesteen koostumuksen vaikutus lusikan kilkatuksesta lähtevän äänen taajuuteen.
[/size:1cuqg95l]

[size=134:1cuqg95l]Kokeen toteutus ja havainnot[/size:1cuqg95l]
1. Otin kaksi samanlaista mukia ja pistin niihin samanlaiset lusikat. Mukit olivat keraamisia ja lusikat teräksisiä.
2. Toiseen mukiin laitoin jääkaapista hyla maitoa ja toiseen tavallista kraanavettä.
3. Sekoitin kumpaakin nestettä vuorollaan ja huomasin lusikan kilkatusäänessä erittäin pientä eroa.
4. Laitoin molemmat mikrouuniin kahdeksi minutiksi.
5. Sekoitin kumpaakin jälleen ja havaitsin äänessä pienen muutoksen edelliseen. tällöin neste oli kummassakin hieman yli huoneenlämmön.
6. Laitoin molemmat takaisin mikroon kahdeksi minutiksi. Tässä ajassa molemmat nesteet olivat hyvin lähellä kiehumispistettä.
7. Sekoitin kumpaakin jälleen ja havaitsin äänen muuttunen selkeästi. Kuppien välinen ero oli vain kasvanut. Lämpötilan noustessa vesimukin ääni nousi ja maitomukin laski.
8. Maitomukiin laitoin kukkuraisen ruokalusikallisen kaakaojauhetta ja sekoitin jälleen. Ääni muuttui jälleen. Tässä vaiheessa kuka hyvänsä kykenee erottamaan kaakaon ja veden sekoitusäänet toisistaan.

[size=134:1cuqg95l]Päätelmät ja hypoteesit[/size:1cuqg95l]
a) Lämpötila vaikuttaa siihen miltä lusikan kilkuttelu kuullostaa.
b) Maitoa sekoittaessa kuuluu matala onton kuuloinen kolahdus kun taas vedestä kuuluu korkea kilahdus.
c) Kaaakon lisääminen voimistaa äänen mataluutta
d) Maidon ja kaakaon proteiinit ja muut aineet vaikuttavat johonkin nesteen ominaisuuteen.

Oletin mukit ja lusikat samanlaisiksi, joten eron täytyy johtua eri nesteestä. Sama ilmiö on havaittu monta kertaa aikaisemminkin käytännön elämässä. Jotkut ihmiset osaavat jopa tämän äänen perusteella arvata kupin sisällön.

[size=134:1cuqg95l]Varsinainen kysymys[/size:1cuqg95l]
Miksi kilkatusääni muuttuu eri oloissa? Mikä ero nesteiden välillä vaikuttaa testin tulokseen?

Kommentit (13)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Tetrafuran
Miksi kilkatusääni muuttuu eri oloissa? Mikä ero nesteiden välillä vaikuttaa testin tulokseen?

Arvaan, että kyse on viskositeetin muutoksista. Pienikin määrä epäpuhtauksia (maidossa) ja lämpötila vaikuttavat voimakkaasti nesteen viskositeettiin. Muilla ominaisuuksilla tuskin on samanlaista merkitystä.

Vierailija

Kuullostaa loogiselta. Proteiinit tiettävästi vaikuttavat paljonkin viskositeettiin. Tarkoittaako tämä sitä, että vedellä on voimakkaampi tea pot effect kuin kaakaolla?

Vierailija

Ei millään pahalla, mutta tulee yksi toinen samanlainen juttu mieleen.

Tiedät että ole pilvessä kun...

...saunassa ollessa, kolautan metallisella vesikipolla puista kaidetta heittäessäni kiukaalle vettä. Kolahdus kaiteeseen tuo sellaisen äänen, 'Diing'. No, tämän huomatessa vesikippo uudelleen vettä täyteen ja 'Diing'. Ajatus minulle uudesta soundista kolahtaa kympillä. Vesikippo uudelleen kaiteeseen, tällä kertaa ilman vettä, '--'. Ei ääntä, kysymyksiä herää tästä uudesta soundista. Puolilleen vettä, kolautus, 'Diing'.

Tutkimus päätyi siihen, että olin saunassa harjoittamassa uuden instrumentin soittoa. Kippo täynnä vettä, matala ääni. Lähes tyhjä kippo, korkea ääni.

ps. Lähes tyhjä kippo ja kallistus horisontaalisesti esimerkiksi vasemmalle ~45 astetta, alkuperäistä korkeampi ääni.

http://www.hamppu.net/forum/viewtopic.p ... &start=180

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Ensimmäistä kertaa kuulin koko ilmiöstä erään kurssin puitteissa. Ensin kysyi kuulijoilta, että kuinka moni on kuullut moisesta, ja senjälkeen että kuinka moni uskoo sellaisen ilmiön olemassaoloon. Asian havainnollistamiseksi luennoitsija oli äänittänyt kylmän ja kuuman maidon/kaakaon ääntä, ja näytti käppyrät matlabilla. Korkeat äänet tosiaan olivat vaimentuneet ratkaisevasti. (kuten korvillakin kuuluu) Selitystä luennoitsija ei tarjonnut, mutta arveli, että liittyy jotenkin proteiinien muutoksiin kuumassa. (kuten onkin helppo ensimmäisenä arvata)

Mikähän lienee mekanismi äänen absorboitumisessa? Ehkä proteiinit muodostaa jotain rakenteita, joita ääniaallot venyttelevät, ja osa energiasta menee lämmöksi tms... Kun vaan tietäis.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Lämpötila vaikuttaa myös äänen nopeuteen, joten luulisi sen vaikuttavan myös siihen, miltä ääni kuulostaa:

http://fi.wikipedia.org/wiki/%C3%84%C3%A4nen_nopeus

Äänen nopeus ilmassa on 343 metriä sekunnissa (20 °C) taajuudesta riippumatta. Kiinteissä rakenteissa äänen nopeus vaihtelee materiaalista riippuen 3 400–5 400 m/s. Levymäisillä rakenteilla äänen nopeus riippuu taajuudesta.

Seuraavassa äänennopeuksia (m/s) joillakin materiaaleilla:

* lasi: 5 500–6 000
* alumiini, teräs: 5 100
* puu: 3 400–4 500
* betoni: 4 000
* tiili: 3 600
* jää: 3 100
* vesi: 1 500
* korkki: 500
* ilma: 343
* mineraalivillaeriste: 180

Äänen nopeus riippuu mm lämpötilasta. Äänen nopeus on lämpöliikkeen nopeus kappaleessa. Jos jokin aalto etenee kappaleesta ääntä nopeammin, se on shokkiaalto.

Vierailija

Eli nyt on saatu kolme eri selitystä:
1. Viskositeetin muuttuminen
2. Korkeiden äänien absorboituminen
3. Äänen nopeuden muuttuminen.

Mielestäni kohta 2 on todennäköinen, jos vain laskut täsmäävät. Proteiinit eivät ole kovin suuria, mutta jos niiden koko täsmää korkeiden ääniaaltojen aallonpituuteen, saattaa absorboitumista tapahtua. Täytypä ottaa selvää että täsmääkö. Lämpimässä proteiineilla on riskinä denaturoitua, joten niiden koko saattaa muuttua paljonkin. Mikäli avonaiseksi letkahtanut proteiini voisi absorboida ääntä, tuottaisi ligniini pitkät polypeptidit saman ilmiön.

Vierailija
Tetrafuran
Lämpimässä proteiineilla on riskinä denaturoitua,

Denaturoinnilla tarkoitetaan yleensä alkoholijuomien tekemistä juomakelvottomaksi jonkin lisäaineen avulla, koaguloituminen on proteiinien paakkuuntumista.

Vierailija

Ja proteiinien kohdalla denaturoituminen tarkoittaa kolmiuloitteisen muodon menettämistä ja aminohappoketjun oikenemista. Samoin induktio tarkoittaa elektroniikassa ja biologiassa eri asioita. Sanoilla on valitettavasti useita merkityksiä.

Vierailija
Tetrafuran

Mielestäni kohta 2 on todennäköinen, jos vain laskut täsmäävät. Proteiinit eivät ole kovin suuria, mutta jos niiden koko täsmää korkeiden ääniaaltojen aallonpituuteen, saattaa absorboitumista tapahtua. Täytypä ottaa selvää että täsmääkö.

Jos nesteenä on vesi, missä äänen nopeus on 1500 m/s ja taajuutena 15 kHz, niin aallonpituus on:

aallonpituus = kulkunopeus/taajuus = 1500 m/s / 15000 1/s = 0,1 m

eli 10 cm. Tuskin proteiinit niin suuria ovat.

Vierailija
Moses Leone
Tetrafuran

Mielestäni kohta 2 on todennäköinen, jos vain laskut täsmäävät. Proteiinit eivät ole kovin suuria, mutta jos niiden koko täsmää korkeiden ääniaaltojen aallonpituuteen, saattaa absorboitumista tapahtua. Täytypä ottaa selvää että täsmääkö.

Jos nesteenä on vesi, missä äänen nopeus on 1500 m/s ja taajuutena 15 kHz, niin aallonpituus on:

aallonpituus = kulkunopeus/taajuus = 1500 m/s / 15000 1/s = 0,1 m

eli 10 cm. Tuskin proteiinit niin suuria ovat.

Ehkäpä ilmiön voi selittää tuolla samalla kaavalla.

Äänen nopeus vedessä on n. 1500 m/s ja jäässä n. 3100 m/s.

Jos vesilasi jäädytetään ja aallonpituus pysyy vakiona, eli 0,1 m,
niin jäätyneessä vesilasissa taajuus on:

taajuus = kulkunopeus/aallonpituus = 3100 m/s / 0,1m = 31000 1/s = 31 kHz

eli yli kaksinkertainen verrattuna sulaan vesilasiin.

Vierailija
fenomenologi
Tetrafuran
Lämpimässä proteiineilla on riskinä denaturoitua,



Denaturoinnilla tarkoitetaan yleensä alkoholijuomien tekemistä juomakelvottomaksi jonkin lisäaineen avulla, koaguloituminen on proteiinien paakkuuntumista.

Tässä yhteydessä denaturaatio on se oikea termi käytettäväksi. Biologisessa terminologiassa denaturaatio tarkoittaa minkä tahansa molekyylin alkuperäisen rakenteen purkautumista kun taas koagulaatio tarkoittaa juuri tuota paakkuntumista( lat. coagulare= juustoutua). Ja lämpötilan nosto aiheuttaa proteiineilla kolmiulotteisen rakenteen hajoamisen eli denaturaation.

Uusimmat

Suosituimmat