Sokan, sőt évekig is a diploma megszerzése utántovábbra sem ismert, mi a tényleges hangsebesség a levegőben. Valaki figyelmetlenül hallgatta a tanárt, és valaki csak nem értette teljesen a bemutatott anyagot. Nos, talán eljött az idő, hogy kitöltse ezt a tudásrést. Ma nem csak a „száraz” számokat jelenítjük meg, hanem magát a mechanizmust is megmagyarázjuk, amely meghatározza a hang sebességét a levegőben.
Mint tudod, a levegőkülönböző gázok halmaza. A nitrogén valamivel több mint 78% -ot, az oxigén csaknem 21% -ot, a fennmaradó rész szén-dioxid és inert gázok. Következésképpen a hang terjedésének sebességéről beszélünk egy gáznemű közegben.
Először döntsük el, mi a hang.Bizonyára sokan hallották a hanghullámok vagy a hangvibrációk mondását. Valójában például egy hangvisszaadó oszlop diffúzora egy bizonyos frekvencián oszcillál, amelyet az ember hallókészüléke hangnak minősít. A fizika egyik törvénye szerint a gázokban és folyadékokban a nyomás változatlanul terjed minden irányban. Ebből következik, hogy ideális körülmények között a hang sebessége a gázokban egységes. Természetesen a természetes csillapítás a valóságban zajlik. Ne feledje, ezt a funkciót, mert elmagyarázza, hogy miért változhat a sebesség. De kissé eltereljük a fő témát. Tehát, ha a hang egy rezgés, akkor mi is pontosan az az oszcilláció?
Bármely gáz egy bizonyos atom atomgyűjteményekonfiguráció. A szilárd anyagokkal ellentétben az atomok között viszonylag nagy távolság van (összehasonlítva például a fémek kristályrácsával). Adhatunk analógiát a borsóval, amelyet egy zselés alakú masszával ellátott tartályban szétosztunk. A hangvibráció forrása a mozgás lendületét adja a legközelebbi gázatomoknak. Ezek viszont olyanok, mint egy golyó egy biliárdasztalon, "megüt" a szomszédos asztalokat, és a folyamat megismétlődik. A hang sebessége a levegőben csak meghatározza a kiváltó ok impulzusának intenzitását. De ez csak egy elem. Minél sűrűbbek az anyag atomjai, annál nagyobb a hang terjedésének sebessége benne. Például a hang sebessége a levegőben csaknem tízszeresére kisebb, mint a monolit gránit esetében. Ezt nagyon könnyű megérteni: ahhoz, hogy egy gázban lévõ atom "repüljön" egy szomszédos atomhoz, és energiát továbbítson rá, egy bizonyos távolságot kell megtennie.
A következmény:a hőmérséklet növekedésével a hullámterjedés sebessége megnő. A hőtágulás ellenére az atomok belső sebessége nagyobb, véletlenszerűen mozognak és gyakrabban ütköznek egymáshoz. Az is igaz, hogy a sűrített gáz sokkal gyorsabban vezet a hanghoz, de a cseppfolyósodott aggregációs állapot továbbra is a bajnok. A gázokban zajló hangsebesség kiszámításánál figyelembe veszik a kezdeti sűrűséget, összenyomhatóságot, hőmérsékletet és együtthatót (gázállandó). Valójában mindez a fentiekből következik.
Mégis, mennyi a hangsebesség a levegőben? Sokan már kitalálták, hogy lehetetlen határozott választ adni. Íme néhány alapvető adat:
- nulla Celsius fok mellett, nulla pontnál (tengerszint), a hang sebessége körülbelül 331 m / s;
- a hőmérsékletet - 20 Celsius fokra csökkentve - a hanghullámokat "lelassíthatja" 319 m / s-ra, mivel az űrben az atomok kezdetben lassabban mozognak;
- 500 fokra való emelésével a hang terjedése csaknem másfélszer gyorsul - 550 m / s-ig.
A megadott adatok azonban megközelítőek, mivela hőmérsékleten kívül a gázok hangvezetési képességét befolyásolják a nyomás, a tér kialakítása (tárgyakkal ellátott hely vagy egy nyitott terület), a belső mozgás stb.
Jelenleg a légkör tulajdonsága a magatartáshozA hangot aktívan feltárják. Például az egyik projekt lehetővé teszi a levegőrétegek hőmérsékletének meghatározását egy visszaverődő hangjel (visszhang) regisztrálásával.
