Природа и скорость звука

Под звуком понимается распространяемые в воздушной среде малые изменения давления и плотности.

Источником звука является колеблющееся тело, от которого частицы воздуха приходят в колебательное движение. Скорость колебательного движения частиц очень мала, а скорость распространения возмущений, вызванных этими колебаниями, очень велика. Смещение каждой отдельной частицы ничтожно мало, а возмущение передается на большие расстояния.

Скоростью звука называется скорость распространения этих малых возмущений. Она определяется по формуле, называемой формулой Лапласа:

, где К — коэффициент адиабаты.

Так как скорость звука зависит от параметров, которые характеризуют сжимаемость, т.е. от соотношения давления и плотности, то она является характеристикой сжимаемости газа.

Анализируя формулу, приходим к выводу, что чем более сжимаем газ, тем меньше скорость звука в этом газе.

Выведем зависимость скорости звука от температуры.

Для этого воспользуемся уравнением состояния газа:

;

Для воздуха: К=1,4; R=287,14 и формула после подстановки приобретает вид:

Как видно из формулы, чем меньше температура газа, тем меньше скорость распространения звука в этом газе.