¿Por qué las frecuencias más altas se amplifican menos al llenar una botella con agua más caliente en lugar de agua más fría?

Por curiosidad, estaba tratando de descubrir qué hace que el sonido del agua caliente y el agua fría llenen una botella sea diferente, pero no puedo encontrar ninguna explicación de por qué ocurren tales diferencias.

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La imagen de arriba es una FFT de una botella que se llena con agua a 20 °C, y la de abajo es una FFT de la misma botella que se llena con agua a 70 °C. Estas son FFT tomadas en el punto medio del llenado de la botella (sincronizadas con un video), pero a lo largo del llenado de la botella, ¿parece que para llenar la botella con agua caliente, las frecuencias más altas no se amplifican en absoluto?

Soy consciente de que la botella puede actuar como una cavidad resonante que amplifica ciertas frecuencias a medida que la botella se llena, y esas frecuencias provienen del sonido generado por el agua que golpea la botella/la superficie del agua dentro de la botella. Muchas personas discutiendo esto en foros y artículos hablan sobre la menor viscosidad del agua caliente, pero no entiendo cómo esto contribuiría al efecto que he observado, e incluso hay algunos artículos que contradicen lo que he observado, destacando que el agua caliente en realidad daría como resultado un sonido más agudo debido a más salpicaduras de agua.

Por lo que he leído, parece que en agua caliente, las burbujas que se producen al golpear la superficie del agua son generalmente más pequeñas que las burbujas que se forman de la misma manera en agua fría, e intuitivamente eso podría implicar que la amplitud general es menor, pero estoy No estoy seguro de si esto es útil para esta pregunta.

Al usar una taza en lugar de una botella, noté que había algunas frecuencias más altas, pero las frecuencias más bajas al llenar la taza con agua caliente eran aún más prominentes, por lo que me preguntaba si la forma del resonador podría tener algo. que ver con esta desaparición de las frecuencias más altas.

¿Habría alguna explicación que pudiera abordar la atenuación de frecuencias más altas cuando se usa agua caliente? ¡Gracias!

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Esta es una foto de la botella utilizada. Mide aproximadamente 22 cm de altura y coloqué mi micrófono a aproximadamente 1 cm de la abertura de la botella cuando grabé el sonido. Realmente no mantuve un caudal constante, pero usé un embudo fijado a 20 cm por encima de la abertura de la botella y vertí agua a través del embudo para llenar la botella. En este caso no estoy seguro, pero no creo que el caudal juegue un papel importante en tal atenuación del sonido.

Una foto que muestre el material y la forma de la botella, la ubicación del micrófono y cualquier otra cosa que toque la botella (como sus manos) durante la medición podría ser útil.
Hay tantas variables involucradas aquí además del problema del agua caliente versus el agua fría. El experimento tendría que hacerse con cuidado para asegurarse de que el efecto se deba realmente al agua fría y caliente y no a algún otro factor. ¿Fueron exactamente iguales los caudales de agua para las dos mediciones? ¿Fueron iguales las distancias entre el grifo y la botella? ¿Los dos gráficos que se muestran corresponden a momentos en que la cantidad de agua en cada botella en ese instante fue la misma? Si estuviera escribiendo esto en un artículo, tendría que demostrar que consideró todos estos factores posibles.
@Samuel Weir No logré realizar un experimento muy exacto ya que fue por curiosidad y no por un artículo. Fijé un embudo exactamente a 20 cm por encima de la boca de la botella y vertí el agua a través del embudo. Si tengo tiempo, tal vez intente algo para mantener el caudal más constante. El micrófono también se fijó a aproximadamente 1 cm de la boca de la botella. Usé una botella de vidrio con un cuello relativamente más estrecho, como una botella de cerveza. Dejé la botella sobre una mesa cuando grabé el audio, ¿pero eso no debería tener demasiado efecto?

Respuestas (1)

respuesta probable: el agua llena de burbujas atenúa mucho mejor la transmisión del sonido que el agua sin burbujas. El agua caliente, cuando se mezcla vigorosamente con aire, se llena fácilmente de burbujas porque su tensión superficial es menor que la del agua fría y al agua caliente le gusta vaporizarse en las burbujas, lo que hace que duren más. Esas burbujas matarán preferentemente las frecuencias altas y dejarán las bajas más o menos solas.

Puede probar esto fácilmente agitando agua fría y caliente y observando la densidad de las burbujas.

¿Por qué las burbujas "matarán" estas frecuencias más altas? ¿Tiene un efecto amortiguador sobre las vibraciones del aire que resuena dentro de la botella? Realmente no entiendo el mecanismo detrás de esto, lo siento. Cuando se refiere al agua caliente que se evapora en burbujas, ¿será también un efecto observable o estas bolsas de gas se disuelven rápidamente en el agua? Realmente no recuerdo haber visto una mayor cantidad de burbujas al verter agua caliente en lugar de fría.
@CassandraLee Supongo que se debe a que las frecuencias altas no funcionan muy bien, al igual que el sonido. El sonido de frecuencia más alta no viaja tan bien alrededor oa través de los objetos como las frecuencias más bajas. ¿Por qué? Creo que es porque para la misma cantidad de energía, la amplitud de una onda de presión de alta frecuencia es menor.
¿Por qué las frecuencias más altas se amplifican menos al llenar una botella con agua más caliente en lugar de agua más fría?
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