Πώς υπολογίζετε για την ταχύτητα του ήχου στον αέρα;

Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

v =√ (γρΤ/m)

Οπου:

* V είναι η ταχύτητα του ήχου (m/s)

* γ είναι ο αδιαβατικός δείκτης αέρα (περίπου 1,4)

* r είναι η ιδανική σταθερά αερίου (8.314 j/mol · k)

* t είναι η θερμοκρασία του αέρα στο Kelvin (k)

* m είναι η μοριακή μάζα αέρα (περίπου 0,029 kg/mol)

Εδώ είναι μια βήμα προς βήμα Επεξήγηση:

1. Μετατρέψτε τη θερμοκρασία σε kelvin: Εάν η θερμοκρασία δίνεται στον Κελσίου, προσθέστε 273.15 για να πάρετε τη θερμοκρασία στο Kelvin.

2. Συνδέστε τις τιμές: Αντικαταστήστε τις τιμές των γ, r, t και m στον τύπο.

3. Υπολογίστε την ταχύτητα: Αξιολογήστε την έκφραση για να αποκτήσετε την ταχύτητα του ήχου σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Παράδειγμα:

Ας πούμε ότι η θερμοκρασία του αέρα είναι 20 ° C.

1. Μετατροπή σε Kelvin: 20 ° C + 273.15 =293.15 k

2. Συνδέστε τις τιμές: v =√ (1.4 * 8.314 j/mol · k * 293.15 k/0.029 kg/mol)

3. Υπολογίστε την ταχύτητα: V ≈ 343,2 m/s

Σημείωση:

* Ο τύπος υποθέτει ότι ο αέρας είναι ξηρός και σε τυπική ατμοσφαιρική πίεση.

* Η ταχύτητα του ήχου αυξάνεται με τη θερμοκρασία.

* Αυτός ο τύπος παρέχει μια καλή προσέγγιση για την ταχύτητα του ήχου στον αέρα, αλλά μπορεί να μην είναι ακριβής σε όλες τις συνθήκες.

Άλλοι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την ταχύτητα του ήχου:

* υγρασία: Η υψηλότερη υγρασία αυξάνει την ταχύτητα του ήχου.

* άνεμος: Ο άνεμος μπορεί να επηρεάσει την φαινομενική ταχύτητα του ήχου, καθιστώντας τον πιο γρήγορο ή πιο αργό ανάλογα με την κατεύθυνση του ανέμου.

* υψόμετρο: Η ταχύτητα του ήχου μειώνεται με υψόμετρο λόγω χαμηλότερης πυκνότητας αέρα.