Ton durch Erdgas in Orgelpfeife höher, Warum?
Hey Community,
Hab mal ne Physik Frage zum Thema (Stehende) Wellen. Die Frage lautet wie folgt:
Eine Orgel Pfeife liefert bei höheren Ton wenn man Erdgas und nicht Luft in der Pfeife hat. Was Schlussfolgert man daraus ?
Mein Ansatz ist das es ja eine höhere Frequenz sein muss. Und die Gedanken über Transversalwellen oder Longitudialwellen ist ja auch net nötig da Schall nur eine Transversalwelle ist oder ? Muss keine Lösung sein, Ansätze reichen!
Vielen Dank :) Gruß Robin
2 Antworten
Ich würde mich ja fragen, auf welche Parameter die Gasfüllung einen Einfluß haben könnte und warum das zur Änderung der Frequenz führt.
Die Länge der Pfeife ändert sich nicht - Und wie war nochmal der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz (die sich ändert) ?
Soweit richtig, was schließt Du also über c, bezüglich Luft udn Erdgas? (also unterschiedliche Medien)
Und dann kannst du Dir noch überlegen was die Medien unterscheidet udn wie sich das niederschlägt.
Ich kenne ja die genaue Aufgabe nicht udn wie weit Du es Dir erdenken sollst.
Wir sollen nur aus der Aussage etwas Schlussfolgern. C muss ja dann andere Werte in den Medien haben, muss es dann größer sein in Erdgas? Wenn die Frequenz größer wird dann wird ja C auch größer. Die Dichte wird ja dann auch geringer sein als in Luft, hat das damit was zu tun? Ich komm leider noch nicht so ganz drauf
Doch, tust Du, hast doch eigentlich schon alles beisammen ;-).
Die Schallgeschwidigkeit ist mediumsabhängig und liegt bei Erdgas höher als bei Luft.
Die Schallgeschwindigkeit hängt unter anderem von der Dichte ab, die Kompressibilität ist schwer zu beurteilen, aber es spricht alles dafür, daß die Dichte von Erdgas niedriger als die von Luft ist. Auch das hast Du doch im Prinzip schon richtig erkannt.
Man könnte jetzt natürlich noch in Tabellen schauen, ob die Schlußfolgerungen stimmen und die Werte niederschreiben, dann wäre der Arbeitsauftrag (imho) erledigt.
Erdgas besteht zu einem großen Anteil aus Wasserstoff. Die Schallgeschwindigkeit ist in Wasserstoff etwa das 4-Fache als in Luft. Deshalb ist m.E. die Tonhöhe (Frequenz) einer Orgelpfeife unter sonst gleichen Bedingungen (Druck, Temperatur) mit Erdgasfüllung höher als bei Luftfüllung.
Gruß, H.
Stimmt, die Frequenz ist proportional der Schallgeschwindigkeit des Mediums(bei gleicher Pfeifenlänge)
Den Wasserstoff enthält das Erdgas aber nur als Verbindungsbestandteil. Es besteht ganz überwiegend aus Methan. Dessen Schallgeschwindigkeit ist 466 m/s, als immer noch gut 1,4 mal größer als die von Luft. Die Eigenfrequenzen der Orgelpfeifen erhöhen sich dadurch also ungefähr um eine übermäßige Quarte.
https://de.wikipedia.org/wiki/Erdgas (Abschnitt Physikalisch-technische Eigenschaften)
https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstufige_Stimmung (Tabelle im Abschnitt Frequenzen und Centwerte)
c = Lambda * f ?