Pr?dko?? d?wi?ku w okre?lonym o?rodku ? pr?dko?? rozchodzenia si? w nim podłu?nego zaburzenia mechanicznego (fali spr??ystej) ^[1] .

Opis [ edytuj | edytuj kod ]

Pr?dko?? d?wi?ku w substancjach zale?y od pr?dko?ci przekazywania kolejnym cz?steczkom tej substancji energii drga? cz?steczek . Dla małych nat??e? d?wi?ku pr?dko?? zwi?zana z ruchem drgaj?cym jest znacznie mniejsza od pr?dko?ci ruchu cieplnego cz?steczek, dlatego pr?dko?? d?wi?ku nie zale?y od jego nat??enia ani od cz?sto?ci drga? ^[2] .

W powietrzu, w temperaturze 15 °C, pr?dko?? rozchodzenia si? d?wi?ku jest rowna 340,3 m/s ? 1225 km/h. Pr?dko?? ta zmienia si? przy zmianie parametrow powietrza.

Pr?dko?? d?wi?ku przy ro?nych temperaturach powietrza ^[3]

Temperatura (°C)	Pr?dko?? (m/s)
?40	306,5
?30	312,9
?20	319,3
?10	325,6
0	331,8
10	337,8
15	340,3
20	343,8
30	349,6
40	355,3

Najwa?niejszym czynnikiem wpływaj?cym na pr?dko?? d?wi?ku w powietrzu jest temperatura, w niewielkim stopniu ma wpływ wilgotno?? powietrza . Nie zauwa?a si?, zgodnie z przewidywaniami modelu gazu doskonałego , wpływu ci?nienia.

Zale?no?? od stanu o?rodka [ edytuj | edytuj kod ]

Gazy [ edytuj | edytuj kod ]

Dla gazu doskonałego pr?dko?? wynosi:

${\displaystyle v={\sqrt {\kappa \cdot {\frac {p}{\rho }}}}}$

gdzie wykładnik adiabaty

${\displaystyle \kappa ={\frac {C_{p}}{C_{v}}}}$

jest stosunkiem ciepła wła?ciwego gazu pod stałym ci?nieniem C _p do jego ciepła wła?ciwego w stałej obj?to?ci C _v , przy czym

${\displaystyle C_{p}-C_{v}=R}$

Za? iloraz p/ρ jest stosunkiem ci?nienia p gazu w stanie niezakłoconym do jego g?sto?ci ρ , rownym:

${\displaystyle {\frac {p}{\rho }}={\frac {RT}{m}}={\frac {k_{B}T}{\mu }}}$

( R stała gazowa , T temperatura absolutna w skali Kelvina , k _B stała Boltzmanna , m masa molowa , μ masa cz?steczkowa ).

Do?wiadczalna formuła okre?laj?ca zale?no?? pr?dko?ci d?wi?ku w suchym (wilgotno?? rowna zero) powietrzu dana jest przybli?onym wzorem:

${\displaystyle v=\left[331{,}5+(0{,}6\theta )\right]\ \mathrm {\frac {m}{s}} }$

gdzie:

v ? pr?dko?? d?wi?ku,

θ ? temperatura w stopniach Celsjusza [°C].

Wzor ten jest przybli?eniem wzoru wynikaj?cego z rownania gazu doskonałego:

${\displaystyle v=331{,}5{\sqrt {1+{\frac {\theta }{273{,}15}}}}\ \mathrm {\frac {m}{s}} }$

Inne substancje [ edytuj | edytuj kod ]

W cieczach oraz ciałach stałych pr?dko?? d?wi?ku jest wi?ksza ni? w gazach. W ?rodowiskach izotropowych w ciałach stałych

${\displaystyle v={\sqrt {\frac {E}{\rho }}}}$

gdzie E jest modułem Younga , ρ g?sto?ci?; w cieczach

${\displaystyle v={\sqrt {\frac {K}{\rho }}}}$

gdzie K stanowi wspołczynnik spr??ysto?ci obj?to?ciowej .

Historia [ edytuj | edytuj kod ]

Pierwszego przybli?onego pomiaru pr?dko?ci d?wi?ku w powietrzu dokonał Marin Mersenne około 1636 ^[4] .

Zale?no?? od materiału [ edytuj | edytuj kod ]

Pr?dko?? rozchodzenia si? d?wi?ku w ro?nych o?rodkach:

materiał	pr?dko?? (m/s)
guma	17?30
chlor	206
dwutlenek w?gla	259
powietrze	340
korek	500
hеl	965
etanol	1180
wodor	1284
rt??	1500
woda	1500
ołow	2100
ebonit	2400
lod	3300
mosi?dz	4300
beton	3800
sosna	4760
jodła	4890
stal	5100?6000
szkło	6000
aluminium	6300
diament	18 000

Fale MHD [ edytuj | edytuj kod ]

Podłu?ne zaburzenia g?sto?ci plazmy (podłu?ne fale MHD ) bywaj? nazywane przez astrofizykow d?wi?kiem. Fala taka w warunkach małej koncentracji mo?e uzyskiwa? znaczne pr?dko?ci, np. w:

• otoczeniu Sło?ca ? 10 000 m/s ^[5]
• w o?rodku mi?dzygwiazdowym ? 100 000 m/s ^[6]

Zobacz te? [ edytuj | edytuj kod ]

• bariera d?wi?ku
• fale akustyczne
• liczba Macha
• William Derham

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]

Bibliografia [ edytuj | edytuj kod ]

• Wła?ciwo?ci akustyczne drewna . www2.tu.koszalin.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-10-03)].
• Pomiar pr?dko?ci d?wi?ku w powietrzu . ar.krakow.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-06-17)].
• Pr?dko?? d?wi?ku w ro?nych o?rodkach
• Analiza d?wi?ku dzwonu Tuba Dei . fizyka.umk.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-12-20)].