Pregunta nº 59 (9/3/00)

 

Si hablamos inmediatamente después de haber inhalado humo de un cigarrillo nuestra voz resulta grave. Sin embargo, después de inhalar helio, por ejemplo de un globo de feria, nuestra voz se oirá muy aguda (como la del pato Donald).    ¿A qué se debe?

Las respuestas

 

	Alfredo     El cambio en el tono de voz es debido a las diferentes densidades del helio, el humo y el aire.     Al ser el helio más más ligero que el aire, o menos denso, representa un medio de amortiguamiento más tenue para las cuerdas vocales, las cuales pueden entonces vibrar a frecuencias más altas, lo que en otras palabras significa un aumento en la agudeza de la voz.     En el caso del humo, al ser éste más pesado que el aire (a la misma temperatura) reduce la frecuencia de vibración de las cuerdas vocales haciendo que la voz suene un poco más grave.
	Francisco de León -Sotelo y Esteban     La velocidad de propagación del sonido en un gas viene dada por la expresión V=SQR(K*R*T/M) en donde: K=Coeficiente adiabático para el gas, de valor aproximado 1.4.(Adimensional) R=Constante de los gases, con valor 8.31 Jul/Mol*ºK M=Masa molecular del gas a considerar en Kg/Mol T=Temperatura absoluta en ºK. V=Velocidad en m/seg. Si a partir de dicha formula, hacemos la relación entre las velocidades en dos medios distintos por ejemplo aire/helio obtenemos que dichas velocidades son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada del cociente entre las masas moleculares de los gases que se consideren y así: V(en helio)=V(en aire)*SQR(29/4) siendo 29 y 4 las masas moleculares del aire y del helio, por lo que tomando 340 m/seg para la velocidad en el aire obtenemos para el helio una velocidad de 915 m/seg. Este incremento de la velocidad conlleva un apreciable aumento de la frecuencia del sonido emitido ( se vuelve mas agudo, más chillón).Si la experiencia se realiza en atmósfera de hidrogeno es aun el efecto mas notable al ser el hidrogeno el único elemento que tiene menor masa molecular que el helio, aunque se desaconseja la realización del experimento. Con el humo del cigarrillo el proceso es inverso al explicado volviéndose los sonidos mas graves. A otro nivel una explicación mas sencilla seria que las cuerdas vocales vibran mas fácilmente dentro de un medio menos pesado que en otro que lo es mas, lo que es intuitivamente fácil de entender por cualquiera, ya que será menor el esfuerzo necesario para desplazar (hacer vibrar) las moléculas mas livianas que las mas pesadas. Todo esto solo es aplicable al pequeño intervalo de tiempo que las cuerdas bucales se encuentran rodeadas de la atmósfera de helio o del humo del cigarrillo. Este ultimo tiempo no es nada pequeño en la garganta de un fumador de ahí las inevitables ronqueras crónicas en ellos. Francisco de Leon -Sotelo y Esteban
	Han dado también respuestas correctas : Diego, Bero, Dundito.