Prędkość dźwięku w powietrzu

Dla wielu, a nawet lata po ukończeniu studiów nie wiadomo, co jest rzeczywiście prędkość dźwięku w powietrzu. Ktoś słuchał uważnie nauczyciela, podczas gdy inni po prostu nie są w pełni zrozumieć podaną materiał. Cóż, być może nadszedł czas, aby wypełnić tę lukę w wiedzy. Dzisiaj nie tylko określenie „suchy” numery i wyjaśnić mechanizm, który określa prędkość dźwięku w powietrzu.

Jak wiadomo, powietrze jest kombinacja różnych gazów. Nieco więcej niż 78% jest azot, zajmuje prawie 21% tlenu, reszta jest przedstawiony za pomocą węgla i gazami obojętnymi. Dlatego skupimy się na prędkość dźwięku w ośrodku gazowym.

Po pierwsze, niech określić , jaki dźwięk. Jestem pewien, że wielu słyszało powiedzenie „fale dźwiękowe” lub „fale dźwiękowe”. Rzeczywiście, na przykład, dyfuzor reprodukcji głośnika drga z pewną częstotliwością, która jest zaklasyfikowana jako osoba dźwięku aparatu słuchowego. Jednym z praw fizyki stanowi, że ciśnienie gazów i cieczy jest rozprowadzany bez zmian we wszystkich kierunkach. Wynika stąd, że w idealnych warunkach, prędkość dźwięku w gazie jest jednolita. Oczywiście, w rzeczywistości nie jest jej naturalny rozpad. Musimy pamiętać tę funkcję, gdyż jest to wyjaśnia, dlaczego stawka może się różnić. Ale mamy trochę oderwany od głównego tematu. Tak więc, jeśli dźwięk – wahania, to co różni?

Dowolny gaz – zestaw konkretnej konfiguracji atomów. W przeciwieństwie do stałych węgla między nimi stosunkowo dużej odległości (w porównaniu z, na przykład, metalowa siatka). Można wyciągnąć analogię z grochu, rozproszoną w galaretowatej masy z pojemnika. Źródło wspomniany ruch wibracje dźwiękowe puls najbliższe atomy gazu. Oni z kolei, jak kule na stole bilardowym, „hit” na sąsiedniej, a proces powtarza. Prędkość dźwięku w powietrzu jest dokładnie określa intensywność powodu pulsacyjnego głównego. Ale to tylko jeden składnik. Bardziej gęsta substancja umieszczona węgla, im wyższa jest prędkość dźwięku w nim. Na przykład, prędkość dźwięku w powietrzu jest prawie 10 razy mniej niż w monolitycznej granitu. Jest to bardzo proste do zrozumienia: atomy w gazie może „latać” do sąsiedniego i dać mu energię impulsu, konieczne jest pokonanie pewnej odległości.

Wpływ: wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się szybkość propagacji. Pomimo rozszerzalności cieplnej własną prędkość atomów powyżej, poruszają się chaotycznie, a często kolidować. Prawdą jest również, że sprężony gaz niesie dźwięk jest znacznie szybsze, ale nadal jest mistrzem skroplony stan fizyczny. W celu obliczenia prędkości dźwięku w gazach brane pod uwagę początkową gęstość, współczynnik ściśliwości, stałej temperaturze (gaz). Właściwie, to wszystko wynika z powyższych.

Mimo to, jaka jest prędkość dźwięku w powietrzu? Wiele już domyślić, że jest niemożliwe, aby dać jednoznacznej odpowiedzi. Oto tylko niektóre z podstawowych danych:

– na zero stopni Celsjusza, na punkt zerowy (poziom morza) prędkość dźwięku wynosi około 331 m / s;

– obniżenie temperatury do – 20 stopni Celsjusza i może być „wolnym” fale dźwiękowe do 319 m / s, ponieważ początkowo atomów w przestrzeni są powoli;

– podnosząc ją do 500 stopni z prędkością rozchodzenia się dźwięku prawie pół – nawet do 550 m / s.

Jednakże, dane te są przybliżone, ponieważ oprócz temperatury gazu na zdolność do prowadzenia dźwięku jest również pod wpływem ciśnienia, przestrzeń konfiguracji (przestrzeń z przedmiotami lub otwartej przestrzeni), prywatny mobilności itp

Obecnie właściwości atmosfery wykonywać dźwięk aktywnych badań. Na przykład, jeden projekt pozwala poprzez rejestrację odbitego sygnału akustycznego (ECHO), aby określić temperaturę warstwami powietrza.