Multimediaexpo.cz je již 18 let na českém internetu !!
Rychlost zvuku
Z Multimediaexpo.cz
m (Nahrazení textu „<math>“ textem „<big>\(“) |
m (Nahrazení textu „</math>“ textem „\)</big>“) |
||
| Řádka 2: | Řádka 2: | ||
== Rychlost zvuku v ideálním plynu == | == Rychlost zvuku v ideálním plynu == | ||
V [[ideální plyn|ideálním plynu]] pro rychlost zvuku platí vzorec | V [[ideální plyn|ideálním plynu]] pro rychlost zvuku platí vzorec | ||
| - | :<big>\(c = \sqrt{\kappa\frac{p_0}{\rho_o}}\left(1+\frac{1}{2}\gamma\cdot t\right)</ | + | :<big>\(c = \sqrt{\kappa\frac{p_0}{\rho_o}}\left(1+\frac{1}{2}\gamma\cdot t\right)\)</big>, |
| - | kde <big>\(p_0</ | + | kde <big>\(p_0\)</big> je [[tlak]] plynu při [[teplota|teplotě]] ''0 [[stupeň Celsia|°C]]'', <big>\(\rho_0\)</big> příslušná [[hustota]] a <big>\(\gamma\)</big> [[součinitel teplotní rozpínavosti]] plynu. |
== Historie měření rychlosti zvuku == | == Historie měření rychlosti zvuku == | ||
První, kdo se pokusil změřit rychlost zvuku ve vzduchu, byl [[Marin Mersenne]]. Při pokusech s kanónem naměřil rychlost 428 m/s. Rychlost zvuku ve vodě poprvé přesně měřili [[Jean-Daniel Colladon]] a [[Charles Sturm]]. Na ženevském jezeře postavili v roce 1827 dvě loďky do vzdálenosti 13487 m. Speciální zařízení zároveň uhodilo do zvonu, ponořeného do vody a odpálilo nálož střelného prachu. Pozorovatel na druhé loďce naměřil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s, což odpovídá 1435 m/s.<ref>Rudolf Faukner:Moderní fysika (1947)</ref> | První, kdo se pokusil změřit rychlost zvuku ve vzduchu, byl [[Marin Mersenne]]. Při pokusech s kanónem naměřil rychlost 428 m/s. Rychlost zvuku ve vodě poprvé přesně měřili [[Jean-Daniel Colladon]] a [[Charles Sturm]]. Na ženevském jezeře postavili v roce 1827 dvě loďky do vzdálenosti 13487 m. Speciální zařízení zároveň uhodilo do zvonu, ponořeného do vody a odpálilo nálož střelného prachu. Pozorovatel na druhé loďce naměřil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s, což odpovídá 1435 m/s.<ref>Rudolf Faukner:Moderní fysika (1947)</ref> | ||
| Řádka 45: | Řádka 45: | ||
=== Rychlost zvuku ve vzduchu === | === Rychlost zvuku ve vzduchu === | ||
Ze vzorce pro rychlost zvuku v ideální plynu vyplývá, že pro rychlost zvuku v suchém vzduchu platí následující vztah: | Ze vzorce pro rychlost zvuku v ideální plynu vyplývá, že pro rychlost zvuku v suchém vzduchu platí následující vztah: | ||
| - | :<big>\(c = \left(331,57 + 0,607\cdot t \right)</ | + | :<big>\(c = \left(331,57 + 0,607\cdot t \right)\)</big> ''m.s<sup>-1</sup>'' |
Následující tabulka udává přibližné rychlosti zvuku v různých nadmořských výškách: | Následující tabulka udává přibližné rychlosti zvuku v různých nadmořských výškách: | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:53
Rychlost zvuku je rychlost, jakou se zvukové vlny šíří prostředím. Často se tímto pojmem myslí rychlost zvuku ve vzduchu, která závisí na atmosférických podmínkách - největší vliv na její hodnotu má teplota vzduchu.
Obsah |
Rychlost zvuku v ideálním plynu
V ideálním plynu pro rychlost zvuku platí vzorec
- \(c = \sqrt{\kappa\frac{p_0}{\rho_o}}\left(1+\frac{1}{2}\gamma\cdot t\right)\),
kde \(p_0\) je tlak plynu při teplotě 0 °C, \(\rho_0\) příslušná hustota a \(\gamma\) součinitel teplotní rozpínavosti plynu.
Historie měření rychlosti zvuku
První, kdo se pokusil změřit rychlost zvuku ve vzduchu, byl Marin Mersenne. Při pokusech s kanónem naměřil rychlost 428 m/s. Rychlost zvuku ve vodě poprvé přesně měřili Jean-Daniel Colladon a Charles Sturm. Na ženevském jezeře postavili v roce 1827 dvě loďky do vzdálenosti 13487 m. Speciální zařízení zároveň uhodilo do zvonu, ponořeného do vody a odpálilo nálož střelného prachu. Pozorovatel na druhé loďce naměřil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s, což odpovídá 1435 m/s.[1]
Rychlosti zvuku v některých látkách
| Látka | Rychlost (m.s-1) |
| Vodík (0 °C) | 1270 |
| Oxid uhličitý (25 °C) | 259 |
| Kyslík (25 °C) | 316 |
| Suchý vzduch (0 °C) | 331,4 |
| Suchý vzduch (25 °C) | 346,3 |
| Helium (0 °C) | 970 |
| Rtuť (20 °C) | 1400 |
| Destilovaná voda (25 °C) | 1497 |
| Mořská voda (13 °C) | 1500 |
| Led (-4 °C) | 3250 |
| Stříbro (20 °C) | 2700 / 3700 |
| Měď (20 °C) | 3500 / 4720 |
| Sklo (20 °C) | 5200 |
| Ocel (20 °C) | 5000 / 6000 |
| Hliník (20 °C) | 5200 / 6400 |
U pevných látek záleží měření na tom, jestli se měří podélné vlnění v kompaktní hmotě, nebo příčné vlnění na tyči. V kompaktní hmotě je rychlost vyšší.
Rychlost zvuku ve vzduchu
Ze vzorce pro rychlost zvuku v ideální plynu vyplývá, že pro rychlost zvuku v suchém vzduchu platí následující vztah:
- \(c = \left(331,57 + 0,607\cdot t \right)\) m.s-1
Následující tabulka udává přibližné rychlosti zvuku v různých nadmořských výškách:
| Nadmořská výška | Teplota vzduchu (°C) | Rychlost (m.s-1) |
| Hladina moře | 15 | 340 |
| 11 000 m - 20 000 m | -57 | 295 |
| 29 000 m | -48 | 301 |
Rychlost zvuku ve vakuu
K šíření zvuku je potřeba nějakého látkového prostředí. To je takové prostředí, ve kterém jsou nějaké částice - například částice plynů ve vzduchu. Proto se zvuk nešíří ve vakuu, které neobsahuje žádné částice.
Reference
- ↑ Rudolf Faukner:Moderní fysika (1947)
Související články
- Akustický třesk – Jev nastávající v okamžiku, kdy se rychlost zvuku a rychlost zdroje zvuku rovnají.
- Machovo číslo
| Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010 |
|---|
| Informace o článku.
Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. |