ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы От чего зависит скорость звука из "Звуковые волны Издание 2 " В этой формуле Р—давление на уровне моря при 0°С. Оно равно 1033,6 и должно быть представлено в абсолютных единицах. Вспомним, что в механике за единицу силы принимают силу, сообщающую массе в 1 г ускорение в 1 см1сек . Эта единица силы называется диной. Так как по закону Ньютона сила равна массе, умноженной на ускорение, а ускорение силы тяжести равно 980,6 см сек , то сила, с которой земля притягивает 1 г, равна 980,6 абс. единиц. Таким образом, атмосферное давление Р, выраженное в абсолютных единицах, будет равно 1033,6 X 980,6= 1013 500 абс. единиц. Абсолютная единица давления называется баром. Бар — это давление силы в 1 дину на 1 см . [c.59] Что касается плотности воздуха р, то при температуре 0° С и нормальном атмосферном давлении эта плотность, т. е. масса 1 см , выраженная в граммах, равна 0,001293. Если подставить эти значения для Р и р в последнюю формулу, то окажется, что скорость звука равна 280 м(сек. Такое значение для с теоретически впервые получил Ньютон. Эта величина намного отличается от той скорости, с которой действительно распространяется звук в воздухе, равной, как мы уже указывали, 331,5 м1сек при 0°С. [c.60] Дело в том, что в нашем рассуждении при обосновании этой формулы мы не учитывали одного обстоятельства. При сжатии воздуха увеличивается давление и, следовательно, растёт упругость воздуха. Но, кроме этого, воздух, как и всякий газ, при сжатии нагревается, а при разрежении охлаждается. Изменение температуры воздуха приводит к добавочному изменению его упругости при сжатии за счёт повышения температуры упругость несколько возрастает, при разрежении — несколько уменьшается. [c.60] Добавочное изменение упругости воздуха при сжатии может, конечно, получиться только в том случае, если сжатие происходит быстро, так что выделившееся тепло не успевает уйти. Точно так же, если быстро произвести разрежение, получившаяся разность в температуре не успеет выравняться. Такой процесс, при котором температура не успевает выравниваться с температурой окружающей среды, называется адиабатическим процессом. Когда выравнивание температуры происходит (т. е. когда температура постоянна), процесс называется изотермическим. [c.60] В предыдущем рессуждении мы принимали во внимание только изменение упругости за счёт сжатий и разрежений воздуха, но упустили из виду, что эти сжатия и разрежения сопровождаются изменениями температуры. Изменения же температуры, как мы видим, приводят к добавочному изменению в упругости воздуха. На это обстоятельство впервые указал Лаплас. [c.60] Легко проверить вычислением, что из этой формулы для с получается в точности то значение скорости звука, которое даёт эксперимент, т. е. 331,5 л/сек. [c.61] Таким образом, скорость звука увеличивается благодаря изменениям в температуре, производимым самой звуковой волной, и процесс распространения звука есть процесс адиабатический. Эти изменения температуры очень малы они не влияют на среднюю температуру воздуха, так как в сгущениях температура несколько возрастает, но зато в разрежениях понижается. [c.61] Вернуться к основной статье