Experimentos transductor ultrasónico

Las ondas de ultrasonido son ondas de sonido que están por encima del umbral del oído humano. Típicamente , los seres humanos pueden oír las ondas sonoras entre 16 hertzios y 16 kilohercios , pero ultrasonido está en el intervalo de 20 kilohercios hasta 10 megahertz. Imagen médica hace un amplio uso de la ecografía , pero la ecografía también tiene un papel que desempeñar en experimentos químicos . Transductores ultrasónicos

Un transductor ultrasónico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía sonora . Trabajan mediante la aplicación de una corriente alterna a un material piezoeléctrico , tal como cuarzo , intercalada entre dos disipadores de calor de metal. Esto hace que el material piezoeléctrico vibre rápidamente y genera ultrasonido.

El ultrasonido se utiliza en la mayoría de los experimentos es diferente de la de ultrasonido utilizado en situaciones de formación de imágenes médicas, tales como exploraciones de embarazo . El primero es de una frecuencia más baja , mientras que el segundo es de una frecuencia más alta y segura para el uso médico.
Cavitación Burbujas y sonoluminiscencia

Las ondas de ultrasonido que viaja a través de un líquido crear alternando regiones de alta y baja presión . La baja presión hace que diminutas burbujas de cavitación para formar , que luego se expanden y contraen a causa de las ondas de ultrasonido oscilantes . El líquido se evapora en las cavidades de burbujas , llenando la burbuja con vapor , y los gases disueltos en el líquido difusa en las burbujas .

Eventualmente, la cavitación y colapso de burbujas de implosión , creando una onda de choque que somete a los contenidos de las burbujas a temperaturas y presiones de hasta 5000 Kelvin y 1000 atmósferas , respectivamente .

Estas condiciones causan reacciones químicas únicas que normalmente no tendrían lugar en el laboratorio , como sonoluminiscencia , cuando las burbujas colapsan emiten luz . Las condiciones dentro de las burbujas colapsan crean muy corta duración y difícil de identificar moléculas excitadas e iones que deshacerse de su exceso de energía en forma de luz.
Limpieza Ultrasónica

El ultrasonido puede ser usado para limpiar objetos tales como joyas . Las burbujas de cavitación creados por el colapso de ultrasonido sobre las superficies de objetos sumergidos en el líquido. Cuando se colapsan que " jet " sobre la superficie y limpiar la superficie en el proceso .

Puedes ver este efecto colocando un pedazo de papel de aluminio en un baño de ultrasonidos . Coloque el transductor de ultrasonidos en los bajos de un recipiente de metal , como una lata , y llenarlo con agua. Encienda el transductor y mantenga un trozo de papel de aluminio en el agua durante unos 10 segundos. Levante la lámina a una luz brillante para ver muchos agujeros diminutos perforados en la hoja por el colapso y el chorro de burbujas de cavitación .

Creación de emulsiones de líquidos inmiscibles

Algunos líquidos , como el aceite y el agua , no se mezclan entre sí , incluso con fuerte agitación . Estos líquidos son " inmiscible. " Las burbujas de cavitación producidas por un transductor ultrasónico se pueden utilizar para crear una emulsión de dos líquidos inmiscibles en el que uno de los líquidos inmiscibles se suspende dentro de la otra . Los dos líquidos eventualmente se separan, pero será más lento que si se les mezcla a mano .

Añadir a partes iguales aceite de cocina y agua para un tarro de cristal . Mezclar los líquidos inmiscibles agitando el frasco a mano, y luego se van a separar . Registre el tiempo para la separación completa a ocurrir , y luego inserte el transductor ultrasónico en el aceite y el agua . Póngalo en acción para crear una emulsión. Una vez más , deje los dos líquidos para separar y registrar el tiempo para la separación completa a ocurrir . La emulsión creada por el ultrasonido se necesitará más tiempo para separar .