De snelheid van het geluid in de lucht

Voor velen, zelfs jaren na het afstuderen is het onbekend wat is eigenlijk de snelheid van het geluid in de lucht. Iemand luisterde aandachtig leraar, terwijl anderen gewoon niet volledig de gestelde materiaal te begrijpen. Nou ja, misschien is het tijd om deze leemte in de kennis te vullen. Vandaag zijn we niet alleen geeft u de "droge" nummers, en het mechanisme dat de snelheid van het geluid in de lucht bepaalt verklaren.

Zoals bekend, de lucht is een combinatie van verschillende gassen. Iets meer dan 78% stikstof, neemt bijna 21% zuurstof, waarbij de rest wordt voorgesteld door koolstof en inerte gassen. Daarom zullen we ons richten op de snelheid van het geluid in het gasvormige medium.

Laten we eerst eens definiëren wat een geluid. Ik weet zeker dat velen hebben het gezegde "geluidsgolven" of "geluidsgolven" gehoord. Inderdaad, bijvoorbeeld, de diffuser reproduceren spreker oscilleert met een bepaalde frequentie, die geclassificeerd wordt als een persoon hoortoestel geluid. Een van de natuurwetten dat de druk van gassen en vloeistoffen verdeeld ongewijzigd in alle richtingen. Hieruit volgt dat onder ideale omstandigheden, de snelheid van het geluid in het gas uniform. Natuurlijk, in werkelijkheid is er de natuurlijke verval. We moeten deze functie te onthouden, want het is dit verklaart waarom de snelheid kan variëren. Maar we hebben een beetje afgeleid van het hoofdthema. Dus, als het geluid - een aarzeling, wat dan varieert?

Elk gas - een set van een bepaalde configuratie van de atomen. In tegenstelling tot vaste stof atomen daartussen een relatief grote afstand (vergeleken, bijvoorbeeld een metalen rooster). U kunt een analogie met erwten, verdeeld over een geleiachtige massa van de container te trekken. Bron genoemde puls geluidstrillingen beweging dichtstbijzijnde gasatomen. Zij op hun beurt, zoals ballen op een biljarttafel, "hit" op de naburige, en het proces wordt herhaald. De geluidssnelheid in lucht juist bepaalt de intensiteit van de puls-oorzaak. Maar dit is slechts één component. De dichtere stof aangebrachte atomen, hoe hoger de geluidssnelheid daarin. Bijvoorbeeld, de snelheid van het geluid in lucht is bijna 10 keer minder dan in de monolithische graniet. Het is zeer gemakkelijk te begrijpen: de atomen in het gas kan "vliegen" naar de aangrenzende en hem de pulsenergie, is het noodzakelijk om een bepaalde afstand te overwinnen.

Impact: bij toenemende temperatuur voortplantingssnelheid toeneemt. Ondanks thermische uitzetting eigen snelheid van de atomen bovenstaande ze onregelmatig bewegen en vaak botsen. Het is ook waar dat het gecomprimeerde gas draagt het geluid is veel sneller, maar de kampioen is nog steeds een vloeibaar gemaakte fysische toestand. De berekening van de geluidssnelheid in de rekening gehouden met de initiële densiteit, samendrukbaarheid, temperatuurcoëfficiënt (gasconstante) gassen. Eigenlijk is het allemaal uit het bovenstaande volgt.

Toch, wat is de snelheid van het geluid in de lucht? Velen hebben al geraden, is het onmogelijk om een definitief antwoord te geven. Hier zijn slechts enkele van de basisgegevens:

- bij nul graden Celsius aan het nulpunt (zeeniveau) de geluidsnelheid ongeveer 331 m / s;

- het verlagen van de temperatuur tot - 20 graden Celsius en kan "langzaam" geluidsgolven tot 319 m / s, aangezien aanvankelijk atomen in de ruimte worden langzaam;

- het verhogen van het aan de 500 graden geluid voortplanting versnelt bijna de helft - tot 550 m / s.

Echter, deze gegevens zijn gemiddelde, omdat naast gastemperatuur op het vermogen om geluid te voeren wordt ook beïnvloed door de druk, configuratieruimte (ruimte met voorwerpen en open gebied), een eigen mobiliteit etc.

Momenteel is de eigenschappen van de atmosfeer om het geluid van actief onderzoek te dragen. Bijvoorbeeld, een project door registratie laat het gereflecteerde geluidssignaal (echo) om de temperatuur van luchtlagen te bepalen.