Perché fischia la teiera?

Scienziati dell’Università di Cambridge hanno verificato l’origine e il processo dietro il popolare fischio che segna l’ora del té

teieraI britannici prendono ogni giorno 166 milioni di tazze di té, una media di 3,5 a persona, anche se un quarto della popolazione ne beve più di cinque, secondo uno studio pubblicato nel Regno Unito. La teiera risulta un elemento indispensabile nelle case inglesi e l’enigma del perché emette il suo caratteristico fischio mentre si scalda l’acqua ha intrigato la comunità scientifica che, per più di 100 anni, non è stata capace di dare una risposta precisa.

Dopo anni di intelligenti meditazioni e studi, due scienziati dell’Università di Cambridge hanno verificato l’origine e il processo che stanno dietro al popolare fischietto che segna l’ora del té. Inoltre la scoperta potrà ora essere applicata ad altri compi come i rumori che sprigionano le tubature della casa o il tubo di scappamento delle macchine guaste.

“L’effetto che abbiamo identificato può succedere in qualunque tipo di situazione. Qualunque oggetto la cui struttura contenga un flusso d’aria è simile al fischio che emette una teiera. Le tubature di un edificio sono un esempio classico ed effetti simili si osservano all’interno dei tubi di scappamento dei veicoli danneggiati. Una volta che sappiamo il luogo da cui proviene il fischio e cosa lo provoca, potremo disfarcene”, commenta Ross Henrywood, uno dei ricercatori del dipartimento di ingegneria.

Henrywood, sotto la supervisione di Anurag Agarwal, ha identificato due meccanismi indipendenti, che non solo creano il suono, ma causano specificamente il fischio della teiera, invece di fare il rumore abituale di altri articoli domestici come un phon.

Vortici con diverse frequenze

L’esperimento si è basato sul disegno di una serie di bocchini di teiera leggermente semplificati, che successivamente sono stati provati in un dispositivo in cui l’aria era forzata a passare attraverso queste aperture a diverse velocità, e sull’analisi dei fischi ottenuti, previamente registrati, che hanno permesso di tracciare la frequenza e l’ampiezza del suono. Oltre alla velocità del flusso, il suono è originato da piccoli vortici, turbini e mulinelli, che a certe frequenze possono provocare rumore.

Già nel XIX secolo, John William Strutt, autore del testo fondativo della teoria del suono, cercò di spiegare l’origine del caratteristico fischio postulando una spiegazione che Henrywood e Agarwal hanno dimostrato essere erronea.

Il vapore, salendo dal becco della teiera, trova l’apertura, che è più stretta, il che contrae il flusso di vapore mentre passa per il bocchino e origina un getto che la attraversa e comincia a rompersi in gocce dopo aver percorso una certa distanza. Queste instabilità nel colpire l’apertura, formano un impulso di pressione, che provoca la formazione, da parte del vapore, di questi mulinelli nella misura in cui abbandona l’apertura producendo onde sonore.

“La frequenza fissa si è rivelata interessante e non è quello che ci aspettavamo di vedere. Alla fine abbiamo stabilito che sotto una portata determinata il fischio si è comportato come una risonanza di Helmholtz, lo stesso meccanismo che genera il suono quando si soffia attraverso una bottiglia vuota”, ha commentato Henrywood.
I ricercatori Henrywood e Agarwal hanno anche precisato perché questo effetto genera un fischio e non qualunque altra risonanza, esponendo che il bocchino della teiera funziona come un organo o un flauto.

La coppia di ricercatori si trova immersa ora in un nuovo progetto che cercherà di creare phon silenziosi, studiando come il flusso di aria lanciato dalla macchina genera il rumore.

Autrice: Ana Mellado

Fonte: ABC

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