Termoakustika: razlika između inačica

'''Termoakustika''' ([[grčki jezik|grč]]. θερμός- toplina; ακούω- čuti) je polje studije koja kombinira [[toplina|toplinu]] i [[zvuk]].

Termoakustični uređaj koristi '''[[Jednadžba stanja idealnog plina|Jednadžbu stanja idealnog plina]]''' i [[Prvi zakon termodinamike]] kako bi transformirao toplinu u [[zvuk|zvučne valove]] ili koristi oscilacije zvuka da bi prenosio toplinu. Kada zvučni val putuje kroz [[zrak]] ili neki drugi [[plin]], to stvara [[tlak|pritisak]] i gibanje plina te oscilaciju [[temperatura|temperature]] plina. Kada zvuk putuje kroz plin u uskim kanalima, toplina također putuje prema rubovima kanala i odbija se od njih. Kombinacija ovih [[oscilacije|oscilacija]] rezultira raznolikošću termoakustičnih [[efekt|efekata]].

== Osnovni djelovidijelovi ==

Jezgra svakog termoakustičnog uređaja je stog. Stog se sastoji od redova usko postavljenih kanalića pomoću kojih je ostvaren temperaturni gradijent. Stog se nalazi u uskoj cijevi[[cijev]]i koja može biti otvorena na oba kraja ili otvorena na samo jednom kraju.

Proizvodnja akustičnih valova pomoću prijenosa topline ili obrnuto, dobiva se putem [[rezonancija|rezonancije]] cijevi, bilo s otvorena oba kraja cijevi ili sa zatvorenim jednim krajem. Oscilacije koje se javljaju kada je jedan kraj cijevi zatvoren, poznatiji je pod nazivom Sondhaussove oscilacije. Na zatvorenom dijelu cijevi počinje zagrijavanje. Kako se temperatura povećava, toplina u molekulama[[molekula]]ma plina pri dnu cijevi se pretvara u [[kinetička energija|kinetičku energiju]]. Molekule plina ubrzavaju prema hladnijem dijelu cijevi, tvoreći područje niskog tlaka na zagrijanom dnu. Hlađenjem tih molekula, prostale molekule plina ubrzavaju prema toplijem kraju, kako bi popunile područje niskog tlaka. Kada molekule dođu u područje niskog tlaka, zagrijavaju se i proces započinje ispočetka. To zaokružuje jedan krug toplinske oscilacije. Ubrzavanje i usporavanje plina uzrokuje vibracije koje su slične zvučnim valovima i u većini slučajeva čujemo kao čisti zvuk.

Istraživanje u termoakustici započelo je proučavanjem prijenosa oscilirane topline i zvučnih valova plina između čvrstih granica. [[Lord Rayleigh]] je prvi dao temeljan opis termoakustičnog efekta: "Ako je toplina predana zraku u trenutku najveće [[gustoća|gustoće]] ili uzeta zraku u trenutku najmanje gustoće, [[vibracije]] su zagarantirane."<ref>[http://www.acoustics.org/press/147th/thermoacoustics.htm]</ref> 1887. godine u svom dijelu '''"The theory of Sound"''' objasnio je mogućnost generiranja temperaturnih razlika koristeći zvučne oscilacije.

Osamdeset godina kasnije '''N. Root''' daje značenje riječi termoakustika i razvija [[matematika|matematičku]] formulu koja opisuje zvučne ocilacije plina u cijevi. Root je otkrio jedan od najvažnijih fenomena, vezanih uz termoakustiku, [[Taconis oscilacija|Taconis oscilaciju]]. Taconis oscilacija je otkrivena kada je otvoreni, plinom punjeni, dio cijevi uronjen u tekući dušik i ohlađen na kriogeničnu temperaturu. Tada dolazi do vibracija i širokog spektra zvučnih efekata. Time je Root otvorio put kvantitativnom istraživanju termoakustike.

'''[[Rijke tuba]]''' je vrlo jednostavan termoakustični uređaj, otkrio ga je '''Pieter Rijke''', koji pretvara toplinu u akustičnu energiju.