Mae cyflymder o sain mewn aer

I lawer, hyd yn oed flynyddoedd ar ôl graddio mae'n hysbys beth mewn gwirionedd chyflymder sain mewn aer. Rhywun yn gwrando yn astud athro, tra bod eraill yn syml, nid ydynt yn deall yn llawn y deunydd a nodir. Wel, efallai ei bod yn amser i lenwi'r bwlch hwn mewn gwybodaeth. Heddiw, nid ydym yn unig yn nodi'r "sych" rhifau, ac egluro y mecanwaith sy'n penderfynu chyflymder sain mewn aer.

Gan fod yn hysbys, aer yn gyfuniad o nwyon gwahanol. Ychydig yn fwy na 78% yn cael eu nitrogen, yn meddiannu bron i 21% o ocsigen, mae'r gweddill yn cael ei gynrychioli gan garbon a nwyon anadweithiol. Felly, byddwn yn canolbwyntio ar y cyflymder y sain yn y cyfrwng nwyol.

Yn gyntaf, gadewch i ddiffinio beth yw sain. Rwy'n siŵr y bydd llawer wedi clywed y dywediad "tonnau sain" neu "tonnau sain". Yn wir, er enghraifft, y tryledwr atgynhyrchu siaradwr oscillates gyda amledd penodol, sy'n cael ei ddosbarthu fel sain cymorth clyw person. Un o'r deddfau ffiseg yn datgan bod y pwysau o nwyon a hylifau yn cael eu dosbarthu heb newidiadau i bob cyfeiriad. Mae'n dilyn bod dan amodau delfrydol, chyflymder sain yn y nwy yn unffurf. Wrth gwrs, mewn gwirionedd mae ei pydru naturiol. Mae angen i ni gofio nodwedd hon, gan ei fod yn hyn yn esbonio pam y gall y gyfradd yn amrywio. Ond mae gennym ychydig tynnu sylw oddi wrth y brif thema. Felly, os bydd y sain - yn petruso, yna beth yn amrywio?

Unrhyw nwy - cyfres o gyfluniad penodol o'r atomau. Yn wahanol i solidau atomau rhyngddynt pellter cymharol fawr (o gymharu, er enghraifft, dellten metel). Gallwch dynnu gydweddiad â phys, dosbarthu dros màs fel jeli y cynhwysydd. Dywedodd ffynhonnell symudiad dirgryniadau sain curiad atomau nwy agosaf. Maent yn, yn ei dro, fel peli ar fwrdd biliards, "daro" ar y cyfagos, a'r broses ailddarllediadau. Mae cyflymder o sain mewn aer yn union penderfynu dwyster yr achos pwls-gwraidd. Ond dim ond un gydran. Mae sylwedd fwy dwys waredu atomau, po uchaf y chyflymder sain ynddo. Er enghraifft, mae'r cyflymder o sain mewn aer yn bron i 10 gwaith yn llai nag yn y gwenithfaen monolithig. Mae'n hawdd iawn i ddeall: yr atomau yn y nwy Gallai "hedfan" i'r cyfagos ac yn rhoi egni pwls ef, mae angen i oresgyn pellter penodol.

Effaith: gyda cynyddol chyfradd tymheredd yn cynyddu lluosogi. Er gwaethaf y ehangu thermol, ei gyflymder ei hun o'r atomau uchod, maent yn symud erratically ac yn aml yn gwrthdaro. Mae hefyd yn wir bod y nwy cywasgedig yn cario y sain yn llawer cyflymach, ond mae'r pencampwr yn dal yn hylifedig cyflwr corfforol. Wrth gyfrifo'r cyflymder sain yn y nwyon ystyried dwysedd cychwynnol, compressibility, cyfernod tymheredd (cyson nwy). A dweud y gwir, mae'r cyfan yn dilyn o'r uchod.

Still, beth yw cyflymder o sain mewn aer? Mae llawer eisoes wedi dyfalu, nid oes modd rhoi ateb pendant. Dyma rai yn unig o'r data sylfaenol:

- ar sero gradd Celsius yn y sero pwynt (lefel y môr) chyflymder sain yw tua 331 m / s;

- gostwng y tymheredd i - 20 gradd celsius a gall fod yn "araf" tonnau sain i 319 m / s, gan fod atomau yn y lle cyntaf yn y gofod yn symud yn araf;

- godi i 500 gradd lluosogi sain cyflymder bron i hanner - o hyd at 550 o m / s.

Fodd bynnag, mae'r data hwn yn rhai bras, gan fod yn ychwanegol at dymheredd nwy ar y gallu i gynnal sain hefyd yn cael ei ddylanwadu gan y pwysau, gofod cyfluniad (gofod gyda gwrthrychau neu ardal agored), a symudedd preifat etc.

Ar hyn o bryd, mae'r priodweddau yr atmosffer i wneud sŵn ymchwil gweithredol. Er enghraifft, mae un prosiect drwy gofrestru yn caniatáu i'r hadlewyrchu signal sain (eco) i benderfynu ar y tymheredd yr aer haenau.