Ljudets hastighet i luft

För många, även år efter examen det är okänt vad som faktiskt ljudets hastighet i luft. Någon lyssnade uppmärksamt lärare, medan andra helt enkelt inte till fullo förstår den angivna materialet. Tja, kanske det är dags att fylla denna lucka i kunskap. Idag har vi inte bara ange "torra" siffror och förklara den mekanism som bestämmer ljudets hastighet i luft.

Såsom är känt, är luft en kombination av olika gaser. Något mer än 78% är kväve, upptar nästan 21% syre, varvid återstoden utgörs av kol och inerta gaser. Därför kommer vi att fokusera på ljudhastigheten i det gasformiga mediet.

Låt oss först definiera vad ett ljud. Jag är säker på att många har hört talesättet "ljudvågor" eller "ljudvågor". I själva verket, till exempel, diffusorn reproducera högtalare oscillerar med en viss frekvens, som är klassificerat som en person hörapparat ljud. En av fysikens lagar säger att trycket av gaser och vätskor som distribueras utan förändringar i alla riktningar. Härav följer att under ideala förhållanden är jämn ljudhastigheten i gasen. Naturligtvis i verkligheten finns det dess naturliga sönderfall. Vi måste komma ihåg den här funktionen eftersom det är detta förklarar varför hastigheten kan variera. Men vi har lite distraheras från huvudtemat. Så om ljudet - en tvekan, vad varierar?

Eventuell gas - en uppsättning av en speciell konfiguration av atomerna. Till skillnad från fasta ämnen atomer mellan dem ett relativt stort avstånd (i jämförelse till exempel en metallgitter). Du kan rita en analogi med ärtor, fördelade över en geléliknande massa av behållaren. Källan nämnda pulsljudvibrationer rörelse närmaste gasatomer. De i sin tur som bollar på ett biljardbord, "hit" på angränsande, och processen upprepas. Ljudhastigheten i luft är just bestämmer intensiteten av puls-orsaken. Men detta är bara en komponent. Den tätare substans anordnad atomer, desto högre ljudhastigheten i den. Till exempel är nästan 10 gånger mindre än i den monolitiska granit ljudets hastighet i luft. Det är mycket lätt att förstå: atomerna i gasen kan "flyga" i grannländer och ge honom pulsenergin, är det nödvändigt att övervinna en viss sträcka.

Inverkan: med ökande temperatur hastighet av utbrednings ökar. Trots termisk expansion, sin egen hastighet av atomerna ovan, de rör sig oregelbundet och ofta kolliderar. Det är också sant att den komprimerade gasen bär ljudet är mycket snabbare, men mästaren är fortfarande en flytande fysiska tillstånd. Vid beräkning av ljudhastigheten i gaserna som beaktas den initiala densitet, kompressibilitet, temperaturkoefficient (gaskonstanten). Egentligen allt framgår av ovanstående.

Fortfarande, vad är ljudets hastighet i luft? Många har redan gissat, är det omöjligt att ge ett definitivt svar. Här är bara några av de grundläggande data:

- vid noll grader Celsius vid nollpunkten (havsnivå) ljudets hastighet är ca 331 m / s;

- sänkning av temperaturen till - 20 grader Celsius och kan vara "långsam" ljudvågor till 319 m / s, eftersom initialt atomer i rymden rör sig långsamt;

- höja den till 500 graders ljudutbredning hastigheter nästan hälften - upp till 550 m / s.

Emellertid dessa data är ungefärliga, eftersom förutom gastemperaturen på förmågan att leda ljud påverkas även av trycket, konfigurationsrummet (utrymme med föremål eller öppen yta), en privat rörlighet etc.

För närvarande egenskaperna hos atmosfären utföra ljudet av aktiv forskning. Till exempel, ett projekt genom registrering tillåter den reflekterade ljudsignalen (eko) för att bestämma temperaturen hos luftskikt.