Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα

Για πολλούς, ακόμη και χρόνια μετά την αποφοίτηση, είναι άγνωστο τι είναι στην πραγματικότητα η ταχύτητα του ήχου στον αέρα. Κάποιος άκουσε με προσοχή δάσκαλο, ενώ άλλοι απλά δεν κατανοούν πλήρως το δήλωσε υλικού. Καλά, ίσως ήρθε η ώρα να καλύψει αυτό το κενό στη γνώση. Σήμερα δεν είμαστε απλώς προσδιορίζει τα «στεγνά» τους αριθμούς, και να εξηγήσει το μηχανισμό που καθορίζει την ταχύτητα του ήχου στον αέρα.

Όπως είναι γνωστό, ο αέρας είναι ένας συνδυασμός διαφορετικών αερίων. Ελαφρώς περισσότερο από 78% είναι άζωτο, καταλαμβάνει σχεδόν το 21% οξυγόνο, ενώ το υπόλοιπο αντιπροσωπεύεται από άνθρακα και αδρανή αέρια. Ως εκ τούτου, θα επικεντρωθεί στην ταχύτητα του ήχου στο αέριο μέσο.

Κατ 'αρχάς, ας ορίσουμε τι ήχο. Είμαι βέβαιος ότι πολλοί έχουν ακούσει το ρητό «ηχητικά κύματα» ή «ηχητικά κύματα». Πράγματι, για παράδειγμα, ο διαχύτης αναπαραγωγής ομιλητής ταλαντώνεται με μια ορισμένη συχνότητα, η οποία έχει χαρακτηριστεί ως ένα υγιές άτομο ακουστικό βαρηκοΐας. Ένας από τους νόμους της φυσικής δηλώνει ότι η πίεση των αερίων και υγρών που διανέμονται χωρίς αλλαγές προς όλες τις κατευθύνσεις. Επομένως, υπό ιδανικές συνθήκες, η ταχύτητα του ήχου στο αέριο είναι ομοιόμορφη. Φυσικά, στην πραγματικότητα δεν υπάρχει φυσική φθορά του. Πρέπει να θυμόμαστε αυτή τη δυνατότητα, δεδομένου ότι είναι αυτό εξηγεί γιατί το ποσοστό μπορεί να ποικίλλει. Αλλά έχουμε λίγο αποσπούν την προσοχή από το κύριο θέμα. Έτσι, αν ο ήχος - ένα δισταγμό, τότε τι διαφέρει;

Οποιοδήποτε αέριο - ένα σύνολο ενός συγκεκριμένου διαμόρφωση των ατόμων. Σε αντίθεση με τα άτομα στερεά μεταξύ τους μία σχετικά μεγάλη απόσταση (σε σύγκριση, για παράδειγμα, ένα μεταλλικό πλέγμα). Μπορείτε να σχεδιάσετε μια αναλογία με τα μπιζέλια, το οποίο διανέμεται σε ένα ζελέ-όπως μάζα του δοχείου. Πηγή εν λόγω ήχος παλμού δονήσεις κυκλοφορία πλησιέστερο άτομα του αερίου. Αυτοί, με τη σειρά του, όπως μπάλες σε ένα τραπέζι μπιλιάρδου, «χτύπησε» στο γειτονικές, και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι ακριβώς καθορίζει την ένταση του παλμού-πρωταρχική αιτία. Αλλά αυτό είναι μόνο ένα συστατικό. Το πυκνότερο ουσία τοποθετημένη άτομα, τόσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα του ήχου σε αυτό. Για παράδειγμα, η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι σχεδόν 10 φορές λιγότερο από ό, τι στο μονολιθικό γρανίτη. Είναι πολύ εύκολο να καταλάβουμε: τα άτομα του φυσικού αερίου θα μπορούσε να «πετάξει» στο γειτονικές και να του δώσει την ενέργεια του παλμού, είναι αναγκαίο να ξεπεράσει μια ορισμένη απόσταση.

Επιπτώσεις: με αυξανόμενο ρυθμό η θερμοκρασία του αυξάνεται διάδοσης. Παρά θερμικής διαστολής, τη δική του ταχύτητα των ατόμων παραπάνω, κινούνται με αστάθεια και συχνά συγκρούονται. Είναι επίσης αλήθεια ότι το συμπιεσμένο φυσικό αέριο φέρνει ο ήχος είναι πολύ πιο γρήγορα, αλλά ο πρωταθλητής εξακολουθεί να είναι ένα υγροποιημένο φυσικό κατάσταση. Κατά τον υπολογισμό της ταχύτητας του ήχου στα αέρια που λαμβάνονται υπόψη η αρχική πυκνότητα, συμπιεστότητα, συντελεστή θερμοκρασίας (σταθερά αερίων). Στην πραγματικότητα, όλα προκύπτει από τα παραπάνω.

Ακόμα, ποια είναι η ταχύτητα του ήχου στον αέρα; Πολλοί έχουν ήδη μαντέψει, είναι αδύνατο να δώσει μια οριστική απάντηση. Εδώ είναι μερικά μόνο από τα βασικά στοιχεία:

- σε μηδέν βαθμούς Κελσίου στο σημείο μηδέν (το επίπεδο της θάλασσας) η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 331 m / s?

- μείωση της θερμοκρασίας έως - 20 βαθμούς Κελσίου και μπορεί να είναι «αργή» ηχητικά κύματα έως 319 m / s, αφού ατόμων τοποθετείται αρχικά στο διάστημα κινούνται αργά?

- η αύξηση να την μετάδοση του ήχου 500 μοιρών ταχύτητες σχεδόν το ήμισυ - έως 550 m / s.

Ωστόσο, τα στοιχεία αυτά είναι κατά προσέγγιση, δεδομένου ότι εκτός από την θερμοκρασία του αερίου στην ικανότητα να διεξάγουν ήχος επηρεάζεται επίσης από την πίεση, ο χώρος διαμόρφωσης (χώρο με αντικείμενα ή ανοικτή περιοχή), μια ιδιωτική κινητικότητα κ.λπ.

Επί του παρόντος, οι ιδιότητες της ατμόσφαιρας για να πραγματοποιήσει τον ήχο της ενεργού έρευνας. Για παράδειγμα, ένα σχέδιο μέσω εγγραφής επιτρέπει το ανακλώμενο σήμα ήχου (ηχώ) για να προσδιοριστεί η θερμοκρασία των στρωμάτων αέρα.