За многе, чак и године након дипломирањаостаје непознато која је стварна брзина звука у ваздуху. Неко је пажљиво слушао учитеља, а неко само није у потпуности разумео представљени материјал. Па, можда је дошло време да се попуни та празнина у знању. Данас нећемо само навести „суве“ бројеве, већ ћемо објаснити и сам механизам, који одређује брзину звука у ваздуху.
Као што знате, ваздух јескуп различитих гасова. Азот чини нешто више од 78%, кисеоник заузима готово 21%, остатак су угљендиоксид и инертни гасови. Сходно томе, разговараћемо о брзини ширења звука у гасовитом медијуму.
Прво, одлучимо шта је звук.Сигурно су многи чули изреку „звучни таласи“ или „звучне вибрације“. Заправо, на пример, дифузор колоне за репродукцију звука осцилира са одређеном фреквенцијом, што је нечији слушни апарат класификовано као звук. Један од закона физике каже да се притисак гасова и течности шири непромењеним у свим правцима. Из тога слиједи да је у идеалним условима брзина звука у гасовима уједначена. Наравно, у стварности се одвија његово природно пригушење. Те функције морате да запамтите јер објашњава зашто се брзина може мењати. Али мало смо одвраћени од главне теме. Дакле, ако је звук осцилација, шта је онда тачно осцилација?
Било који гас је скуп атома одређеногконфигурације. За разлику од чврстих материја, атоми у њима имају релативно велику удаљеност (на пример, са кристалном решетком метала). Можемо дати аналогију са грашком распоређеним по посуди са масом у облику желе. Извор звучних вибрација пријављује замах кретања до најближих атома гаса. Они, заузврат, попут лоптица на базенском столу „ударају“ суседне, а поступак се понавља. Брзина звука у ваздуху управо одређује интензитет пулса узрока. Али то је само једна компонента. Што су гушћи атоми материје, већа је брзина ширења звука у њој. На пример, брзина звука у ваздуху је готово 10 пута мања него у монолитном граниту. То је врло лако разумети: да би атом у гасу могао „да лети“ на суседни и на њега преноси енергију замаха, потребно је да пређе одређену удаљеност.
Последица:с порастом температуре повећава се брзина ширења таласа. Упркос топлотном ширењу, унутрашња брзина атома је већа, они се крећу насумично и чешће се сударају. Тачно је и да компримовани гас звучи много брже, али укапљено стање агрегације је и даље првак. У прорачуну брзине звука у гасовима узимају се у обзир почетна густина, стисљивост, температура и коефицијент (плинска константа). Заправо, све ово произилази из горе наведеног.
Ипак, која је брзина звука у ваздуху? Многи су већ нагађали да је немогуће дати дефинитиван одговор. Ево само неколико основних података:
- на нула степени Целзијуса на нултој тачки (ниво мора) брзина звука је око 331 м / с;
- смањењем температуре на - 20 степени Целзијуса, можете да „успорите“ звучне таласе до 319 м / с, јер се у почетку атоми у простору крећу спорије;
- његово подизање на 500 степени убрзава ширење звука за готово један и по пута - до 550 м / с.
Међутим, наведени подаци су приближни од тадаПоред температуре, на способност гасова да спроводе звук утичу и притисак, конфигурација простора (просторија са предметима или отворени простор), сопствена покретљивост итд.
Тренутно, својство атмосфере за провођењезвук се активно истражује. На пример, један од пројеката омогућава одређивање температуре слојева ваздуха регистровањем рефлексног звучног сигнала (одјек).
