Die Schallgeschwindigkeit in Luft

Für viele, auch Jahre nach Abschluss des Studiums ist es unbekannt , was tatsächlich ist die Schallgeschwindigkeit in der Luft. Jemand hörte aufmerksam Lehrer, während andere nicht einfach vollständig das angegebene Material verstehen. Nun, vielleicht ist es Zeit, diese Wissenslücke zu füllen. Heute sind wir nicht nur geben Sie die „trockenen“ Zahlen und erklären den Mechanismus, der die Schallgeschwindigkeit in Luft bestimmt.

Wie bekannt ist, Luft ist eine Kombination von verschiedenen Gasen. Etwas mehr als 78% ist Stickstoff, nimmt fast 21% Sauerstoff, wobei der Rest durch Kohlenstoff und dargestellt wird Inertgase. Deshalb werden wir uns auf die Schallgeschwindigkeit in dem gasförmigen Medium konzentrieren.

Lassen Sie uns zunächst definieren , was für ein Sound. Ich bin sicher, viele von ihnen haben die sagen: „Schallwellen“ oder „Schallwellen“ zu hören. Tatsächlich zum Beispiel Lautsprecher der Diffusor Reproduktion schwingt mit einer bestimmten Frequenz, die als Person Hörgerät Ton eingestuft wird. Eines der Gesetze der Physik besagt, dass der Druck von Gasen und Flüssigkeiten, ohne Änderungen in alle Richtungen verteilt wird. Daraus folgt, dass unter idealen Bedingungen, die Schallgeschwindigkeit in dem Gas gleichmäßig ist. Natürlich gibt es in Wirklichkeit ist sein natürlicher Verfall. Wir brauchen diese Funktion zu erinnern, da es dies erklärt, warum die Rate variiert. Aber wir haben ein wenig vom Hauptthema ablenken. Also, wenn der Ton – ein Zögern, dann was ändert?

Jedes Gas – ein Satz von einer bestimmten Konfiguration der Atome. Im Gegensatz zu Feststoffatom zwischen ihnen einem relativ großer Abstand (im Vergleich zum Beispiel eines Metallgitter). Sie können über eine gallertartige Masse des Behälters eine Analogie mit Erbsen, verteilt ziehen. Quelle der Impulsschallschwingungen Bewegung nächsten Gasatome. Diese wiederum, wie Kugeln auf einem Billardtisch, „Hit“ auf dem benachbarten, und der Vorgang wiederholt sich. Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist bestimmt genau die Intensität der puls Ursache. Aber das ist nur eine Komponente. Die dichteren Substanz angeordnet Atomen, desto höher die Geschwindigkeit des Schalls in ihm. Zum Beispiel ist die Schallgeschwindigkeit in der Luft fast 10-mal weniger als in dem monolithischen Granit. Es ist sehr leicht zu verstehen: die Atome im Gas könnte auf die Nachbar „fliegen“ und ihm die Pulsenergie zu geben, ist es notwendig, eine gewisse Distanz zu überwinden.

Auswirkungen: mit Temperaturausbreitungsgeschwindigkeit zunimmt. Trotz der thermischen Ausdehnung, seine eigene Geschwindigkeit der Atome oben, bewegen sie unberechenbar und oft kollidieren. Es ist auch wahr , dass das komprimierte Gas trägt der Ton viel schneller ist, aber die Champion noch ein verflüssigtes physischer Zustand. Bei der Berechnung der Schallgeschwindigkeit in dem Konto in die Anfangsdichte genommen Gase, Kompressibilität, Temperaturkoeffizient (Gaskonstante). Eigentlich alles folgt aus dem oben.

Doch was ist die Schallgeschwindigkeit in der Luft? Viele haben schon vermutet, ist es unmöglich, eine definitive Antwort zu geben. Hier sind nur einige der grundlegenden Daten:

– bei null Grad Celsius im Nullpunkt (NN) die Schallgeschwindigkeit beträgt etwa 331 m / s;

– um die Temperatur zu senken – 20 Grad Celsius und „langsam“ Schallwellen bis 319 m / s sein, da zunächst im Raum Atom langsam bewegen;

– es in den 500 Grad Schallausbreitung erhöhen beschleunigt Hälfte fast – bis zu 550 m / s.

Allerdings sind diese Daten Näherungswert, da neben Gastemperatur auf der Fähigkeit, Klang führen auch durch den Druck, Konfigurationsraum (Raum mit Objekten oder offenen Bereich), eine private Mobilität usw. beeinflusst wird

Derzeit auf die Eigenschaften der Atmosphäre tragen den Klang der aktiven Forschung aus. Zum Beispiel ermöglicht ein Projekt durch die Registrierung das reflektierte Schallsignal (Echo) , um die Temperatur der Luftschichten zu bestimmen.