Um transdutor de ultra-som é um dispositivo que converte energia elétrica em energia sonora . Eles trabalham através da aplicação de uma corrente alternada a um material piezoelétrico , como quartzo, imprensado entre dois dissipadores de calor metal. Isto faz com que o material piezoeléctrico para vibrar rapidamente e gera ultra-sons .
O ultra-som usado na maior parte das experiências é diferente do ultrassom usado em situações de imagem médica , tais como exames de gravidez . O primeiro é de uma frequência mais baixa , ao passo que o último é de uma freqüência mais alta e segura para uso médico.
Bolhas de cavitação e sonoluminescência
ondas de ultra-som viaja através de um líquido criar regiões alternadas de alta e baixa pressão . A baixa pressão faz com que pequenas bolhas de cavitação de modo a formar , o qual , em seguida, se expandir e contrair , porque as ondas de ultra-som de oscilação . O líquido evapora-se para dentro das cavidades de bolha , o enchimento de espuma com vapor , e os gases dissolvidos no líquido difusa nas bolhas .
Eventualmente , o colapso das bolhas de cavitação e implodem , criando uma onda de choque que submete o conteúdo das bolhas a temperaturas e pressões de até 5.000 Kelvin e 1000 atmosferas , respectivamente.
Estas condições causar reações químicas únicas que normalmente não ocorrem no laboratório , como sonoluminescência , quando as bolhas em colapso emitem luz . As condições dentro das bolhas em colapso criar muito curta e difícil de identificar moléculas excitadas e íons que se livrar do seu excesso de energia na forma de luz.
Limpeza ultra-sônica
O ultra-som pode ser usado para limpar objetos , como jóias . As bolhas de cavitação criada por ultra-sons do colapso sobre as superfícies de objectos submersos no líquido . Quando elas entram em colapso eles "jet" para a superfície e limpar a superfície no processo.
Você pode ver esse efeito , colocando um pedaço de papel alumínio em um banho ultra-sônico . Conecte o transdutor de ultra-som para a parte inferior de um recipiente de metal , como uma lata , e preenchê-lo com água. Ligue o transdutor e possuir uma peça de folha de alumínio na água de cerca de 10 segundos. Segure a folha contra a luz para ver muitos pequenos buracos perfurados na folha pelas bolhas de cavitação em colapso e jateamento .
Criação de emulsões de líquidos imiscíveis
Alguns líquidos , tais como óleo e água , não se misturam entre si, mesmo com agitação vigorosa . Estes líquidos são " imiscíveis. " As bolhas de cavitação produzidas por um transdutor de ultra-sons pode ser utilizado para criar uma emulsão de dois líquidos imiscíveis em que um dos líquidos imiscíveis são suspensos dentro da outra . Os dois líquidos acabará por se separar, mas ele vai ser mais lento do que se misturou-as com a mão.
Adicionar partes iguais óleo de cozinha e água para uma jarra de vidro . Misture os líquidos imiscíveis , agitando o frasco com a mão, e depois sair para separar . Anote o tempo para a separação completa a ocorrer, e em seguida, insira o transdutor de ultra-som para o óleo e água. Ative-o para criar uma emulsão. Mais uma vez , deixe os dois líquidos para separar e registrar o tempo para a separação completa de ocorrer. A emulsão criado pelo ultra-som vai demorar mais tempo para separar .