Швидкість звуку у газах

З визначенням швидкості звуку у повітрі зв'язана відома помилка Ньютона. Ньютон був упевнений, що хвильовий рух є ізотермічним процесом. Тому він вважав, що зв'язок між тиском і об'ємом повітря визначається за законом , і отримав формулу

. (4.4)

В цій формулі

- універсальна газова стала;

- молярна маса газу;

- термодинамічна температура.

Цю помилку виправив в 1816 р. французький фізик П.Лаплас, коли встановив, що в дійсності поширення звуку є адіабатичним процесом. Це означає, що стискання й розрідження змінюються так часто, що суміжні ділянки середовища не встигають обмінюватись теплотою.

При адіабатичному процесі зв'язок між тиском і об'ємом даної маси газу дається рівнянням Пуассона:

де - показник адіабати, який показує у скільки разів молярна теплоємность газу при сталому тиску () більша за молярну теплоємность при сталому об'ємі ().

Можна теоретично довести, що тоді швидкість звуку у газах визначається за формулою:

. (4.5)

З формули (4.5) випливає, що швидкість поширення звуку у данному газу залежить тільки від температури.

Дата добавления: 2014-12-16