Designing Sound

Entropy and Heat
Sound can be seen as a stage in the life of energy as it does work and moves
towards
entropy
. Entropy increases as energy spreads out and seeks more free-
dom. It hasn’t been destroyed but it’s been lost to us; it’s become random
or disordered and unable to do work. This is background heat. Heat can still
do work if we have another body at a lower temperature, so hot objects may
make sounds as they cool. Heat also flows like water or electricity from a high
potential to lower one. In this great scheme the universe seems like a clock
unwinding. When the universe reaches its maximum size all the energy that
exists will be in this state of greatest entropy, at the lowest possible tempera-
ture, and everything will stop. Until then there is always something to be happy
about, since there are plenty of pockets of energy at a high potential, and thus
the possibility of energy flow, work, sound, and life.
Loss and Damping
So far we have thought about a perfect system where energy is always exchanged
between kinetic and potential forms. In such a system an object set vibrating
would continue to do so forever, and waves would propagate to eternity. The
real universe is not like that, because of entropy. In figure 3.12 you see our
familiar mass and spring pair representing a point of material and an elastic
bond. But there is a new element attached to the mass. It represents a damper,
or a mechanical resistance. The bar is supposed to be a piston that rubs against
a rough material below so that friction occurs.
Both spring and damper connect the mass to a fixed reference point and the
mass is set in motion with a brief force as before. Instead of oscillating back
m
F
m
m
m
Applied force
Displacement
Time
Figure 3.12
Loss in a mechanical system.

---