Äänen nopeus ilmassa

Monille jopa vuosia valmistumisen jälkeen ei tiedetä mikä on todella äänen nopeus ilmassa. Joku kuunteli tarkkaavaisesti opettaja, kun taas toiset eivät yksinkertaisesti täysin ymmärrä totesi materiaalia. No, ehkä on aika korjata tämä puute osaamiseen. Tänään ei vain määritellä "kuiva" numeroita ja selittää mekanismin, joka määrittää äänen nopeus ilmassa.

Kuten tiedetään, ilma on yhdistelmä erilaisia kaasuja. Hieman enemmän kuin 78%, ovat typpi, vie lähes 21% happea, loput edustaa hiili ja inertit kaasut. Siksi keskitymme äänen nopeus kaasumaisessa väliaineessa.

Ensimmäinen, nyt määritellä , mitä ääni. Olen varma, että monet ovat kuulleet sanonnan "ääniaaltoja" tai "ääniaaltoja". Todellakin, esimerkiksi, diffuusorin toistetaan kaiuttimen värähtelee tietyllä taajuudella, joka on luokiteltu henkilö kuulolaite ääni. Yksi fysiikan lakeja mukaan paine kaasujen ja nesteiden jaetaan ilman muutoksia kaikkiin suuntiin. Tästä seuraa, että ihanteellisissa olosuhteissa, äänen nopeus kaasussa on yhtenäinen. Tietenkin todellisuudessa on sen luonnollisen hajoamisen. Meidän on muistettava tämä ominaisuus, koska se on tämä selittää, miksi voi vaihdella. Mutta meillä on pieni hajamielinen pääteema. Joten, jos ääni - epäröintiä, mitä sitten vaihtelee?

Mikä tahansa kaasu, - joukko tietyn konfiguraation atomien. Toisin kuin kiinteät aineet atomien välillä suhteellisen suuri etäisyys (verrattuna, esimerkiksi metalli ristikko). Voit rinnastavat herneitä, jakautuvat hyytelömäisen massan säiliön. Lähde mainitun pulssin äänivärähtelyjä liikkeen lähimpään kaasun atomeja. Ne puolestaan kuten palloja biljardipöytä, "osuma" on naapurimaiden ja prosessi toistuu. Äänen nopeus ilmassa on juuri määrittää intensiteetti pulssi-perussyy. Mutta tämä on vain yksi osatekijä. Tiheämpi ainetta on sijoitettu atomia, sitä suurempi on äänen nopeus siinä. Esimerkiksi, äänen nopeus ilmassa on lähes 10 kertaa pienempi kuin monoliittisen graniitti. Se on erittäin helppo ymmärtää: atomit kaasussa voisi "lentää" viereisiin ja antaa hänelle pulssin energia on välttämätöntä voittaa tietyn etäisyyden.

Vaikutus: lämpötilan kasvaessa nopeudella lisääminen kasvaa. Huolimatta lämpölaajenemisen, sen oma nopeus atomien edellä, ne liikkuvat epäsäännöllisesti ja usein törmäävät. On myös totta, että painekaasun kuljettaa ääni on paljon nopeampi, mutta mestari on edelleen nesteytetty fyysiseen tilaan. Laskettaessa äänen nopeus kaasujen otetaan huomioon alkuperäisen tiheyden, kokoonpuristuvuus, lämpötilakerroin (kaasuvakio). Itse asiassa, kaikki seuraa edellä.

Silti se, mitä on äänen nopeus ilmassa? Monet ovat jo arvata, on mahdotonta vastata varmasti. Tässä on vain muutamia perustietoja:

- nolla astetta nollakohdassa (merenpinnan tasolla) äänen nopeus on noin 331 m / s;

- alennetaan lämpötilaa - 20 celsiusastetta, ja voi olla "hidas" ääniaaltoja 319 m / s, koska aluksi atomien avaruudellisen liikkuu hitaasti;

- nostaa sen 500 asteen äänen eteneminen nopeutuu lähes puoli - jopa 550 m / s.

Kuitenkin, nämä tiedot ovat likimääräisiä, koska lisäksi kaasun lämpötila on mahdollisuus suorittaa ääni vaikuttaa myös paineen, kokoonpano tila (tila, jossa esineitä tai avoin tila), oma liikkuvuus jne.

Nykyisin ominaisuudet ilmakehän suorittamaan äänen aktiivisen tutkimuksen. Esimerkiksi, yksi projektin kautta rekisteröinti mahdollistaa heijastuneen äänisignaalin (kaiun) määrittää ilman lämpötila kerroksia.