Скорость звука

скорость звука — скорость распространения (относительно среды) малых возмущений давления. В совершенном газе (например, в воздухе при умеренных температурах и давлении) С. з. не зависит от характера распространяющегося малого возмущения и одинакова как для монохроматических колебаний различной частоты w, так и для слабых ударных волн. В совершенном газе в рассматриваемой точке пространства С. з. а зависит только от состава газа и его абсолютной температуры Т: a  =  (dp/dr)^1/2 =  (gp/r)^1/2 =  (gRT/m)^1/2, где dp/dr — производная давления по плотности для изоэнтропического процесса, g — показатель адиабаты, R — универсальная газовая постоянная, m — молекулярная масса (в воздухе a » 20,1T^1/2 м/с. при 0°C a =  332 м/с).

В газе с физико-химическими превращениями, например, в диссоциирующем газе, С. з. будет зависеть от того, как — равновесно или неравновесно — протекают эти процессы в волне возмущения. При термодинамическом равновесии С. з. зависит только от состава газа, его температуры и давления. При неравновесном протекании физико-химических процессов имеет место дисперсия звука, то есть С. з. зависит не только от состояния среды, но и от частоты колебаний w. Высокочастотные колебания (wt ® ¥, t — время релаксации) распространяются с замороженной С. з. a_j, низкочастотные (wt ® 0) — с равновесной С. з. a_e, причём a_j >  a_e. Отличие a_j от a_i как правило, невелико (в воздухе при Т  =  6000°С и p =  10⁵ Па оно составляет около 15%). В жидкостях С. з. значительно выше, чем в газе (в воде a » 1500 м/с).

• « Назад
• Вперёд »