Si el fuego es solo moléculas que vibran, ¿por qué no hace un ruido más fuerte?

La premisa de esta pregunta es incorrecta. El fuego no es solo moléculas vibrantes. Y, además, las vibraciones en las moléculas calientes no se parecen en nada a las vibraciones de las ondas sonoras.

El fuego es una reacción química entre un compuesto y oxígeno en el aire. Crea nuevas moléculas, generalmente simples. La reacción es un proceso exotérmico, que genera mucho calor que hace que las moléculas vibren y se muevan.

Y sobre por qué no puede escuchar moléculas calientes: las vibraciones de las moléculas son extremadamente rápidas (una frecuencia mucho mayor que la que podemos escuchar, digamos mil millones de veces más rápido), no están coordinadas entre las moléculas y tienen amplitudes extremadamente pequeñas. No se parecen en nada a las ondas sonoras, que son el movimiento coordinado en grandes ondas de miles de millones de moléculas con una amplitud suficiente para mover el tímpano.

El fuego es una reacción química que produce calor y este calor hace que las moléculas vibren. Como las frecuencias vibratorias están más allá del rango audible (20–20000 Hz) no podemos escucharlas. Pero hay detectores de IR (por ejemplo, PbS, PbSe, InGaAs, InAs, etc.) que pueden detectar estas vibraciones.

Investigadores de la universidad de Cornell (1997) han fabricado una guitarra sobre sustrato de silicio utilizando litografía de haz electrónico a nanoescala. Esta guitarra tenía varillas de silicio como cuerdas. Más tarde pudieron generar sonido de la guitarra tocando las cuerdas con una punta AFM (2003). Como el sonido no está dentro del rango audible, se requieren detectores especiales.

Fabricación de una nano guitarra (Cornell Univ, 1997)

La guitarra más pequeña, del tamaño de una célula sanguínea humana, ilustra una nueva tecnología para dispositivos electromecánicos de tamaño nano

Producción de sonido en nano guitarra (Cornell Univ, 2003)

Oye, ¿qué es ese sonido? Nano guitarra

Supongo que quiere decir: “¿Por qué no podemos escuchar el sonido a la frecuencia de las vibraciones moleculares?”

Porque es muchas, muchas, muchas veces mayor frecuencia de la que podemos escuchar, y porque el aire no puede transmitir vibraciones como ondas de sonido. Los sólidos pueden (se llaman fonones ), pero las moléculas de aire están demasiado débilmente acopladas entre sí.

El sonido es un movimiento cooperativo de miles de átomos, el calor es un movimiento local aleatorio que no mueve la energía a distancia. Es como comparar una ola mexicana con un terremoto.