Скорость звука это:

Скорость звука
        скорость распространения какой-либо фиксированной фазы звуковой волны; называется также фазовой скоростью, в отличие от групповой скорости (См. Групповая скорость). С. з. обычно величина постоянная для данного вещества при заданных внешних условиях и не зависит от частоты волны и её амплитуды. В тех случаях, когда это не выполняется и С. з. зависит от частоты, говорят о дисперсии звука (См. Дисперсия звука).
         Для газов и жидкостей, где звук распространяется обычно адиабатически (т. е. изменение температуры, связанное со сжатиями и разряжениями в звуковой волне, не успевает выравниваться за период), выражение для С. з. можно представить, как
        
        где Кад адиабатический модуль объёмного сжатия, ρ — плотность, βад — адиабатическая сжимаемость, βиз = γβадизотермическая сжимаемость, γ = cp/cv отношение теплоёмкостей при постоянном давлении cp и при постоянном объёме cv.
         В идеальном газе С. з.
        
        (формула Лапласа), где ρ0 среднее давление в среде, R — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура, μ — молекулярный вес газа. При γ = 1 получаем формулу Ньютона для С. з., соответствующую предположению об изотермическом характере процесса распространения. В жидкостях обычно можно пренебречь различием между адиабатическим и изотермическим процессами.
         С. з. в газах меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях меньше, как правило, чем в твёрдых телах, поэтому при сжижении газа С. з. возрастает. В табл. 1 и 2 приведены значения С. з. для некоторых газов и жидкостей, причём в тех случаях, когда имеется дисперсия С. з., приведены её значения для малых частот, когда период звуковой волны больше, чем время релаксации (См. Релаксации время).
         Табл. 1. — Скорость звука в газах при 0 °C и давлении 1 атм
        --------------------------------------------------------------
        | Газ                       см/сек                 |
        |------------------------------------------------------------|
        | Азот                     | 334                       |
        |------------------------------------------------------------|
        | Кислород             | 316                       |
        |------------------------------------------------------------|
        | Воздух                 | 331                       |
        |------------------------------------------------------------|
        | Гелий                   | 965                       |
        |------------------------------------------------------------|
        | Водород               | 1284                      |
        |------------------------------------------------------------|
        | Метан                  | 430                       |
        |------------------------------------------------------------|
        | Аммиак                | 415                       |
        --------------------------------------------------------------
        
         С. з. в газах растет с ростом температуры и давления; в жидкостях С. з., как правило, уменьшается с ростом температуры. Исключением из этого правила является вода, в которой С. з. увеличивается с ростом температуры и достигает максимума при температуре 74 °С, а с дальнейшим ростом температуры уменьшается. В морской воде (См. Морская вода) С. з. зависит от температуры, солёности и глубины, что определяет ход звуковых лучей в море и, в частности, существование подводного звукового канала.
         Табл. 2. — Скорость звука в жидкостях при 20° С
        ------------------------------------------------------------------------
        | Жидкость                                 см/сек      |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Вода                                        | 1490           |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Бензол                                     | 1324           |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Спирт этиловый                        | 1180           |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Четырёххлористый углерод      | 920             |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Ртуть                                       | 1453           |
        |----------------------------------------------------------------------|
        | Глицерин                                  | 1923           |
        ------------------------------------------------------------------------
        
         С. з. в смесях газов или жидкостей зависит от концентрации компонентов смеси.
         С. з. в изотропных твёрдых телах определяется модулями упругости (См. Модули упругости) вещества и его плотностью. В неограниченной твёрдой среде распространяются продольные и сдвиговые (поперечные) волны, причём фазовая С. з. для продольной волны равна
         а для сдвиговой
        а для сдвиговой
        
        где Е — модуль Юнга, G — модуль сдвига, γ — коэффициент Пуассона, К — модуль объёмного сжатия. Скорость распространения продольных волн всегда больше, чем скорость сдвиговых волн (см. табл. 3).
         Табл. 3. — Скорость звука в некоторых твердых телах.
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        |                                                   | cl, м/сек,             |                              | сlстм/сек,           |
        | Материал                                   | скорость             | ct, м/сек, скорость | скорость звука в  |
        |                                                   | продольной         | сдвиговой волны    | стержне              |
        |                                                   | волны                  |                              |                            |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Кварц плавленый                        | 5970                    | 3762                      | 5760                    |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Бетон                                         | 4200—5300          | —                          | —                        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Плексиглас                                 | 2670—2680          | 1100—1121            | 1840—2140          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Стекло, флинт                            | 3760—4800          | 2380—2560            | 3490—4550          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Тефлон                                      | 1340                    | —                          | —                        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Эбонит                                       | 2405                    | —                          | 1570                    |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Железо                                       | 5835—5950          | —                          | 2030                    |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Золото                                        | 3200—3240          | 1200                      | 2030                    |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Свинец                                       | 1960—2400          | 700—790                | 1200—1320          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Цинк                                           | 4170—4210          | 2440                      | 3700—3850          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Никель                                       | 5630                    | 2960                      | 4785—4973          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Серебро                                     | 3650—3700          | 1600—1690            | 2610—2800          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Латунь Л59                                 | 4600                    | 2080                      | 3450                    |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Алюминиевый сплав АМГ           | 6320                    | 3190                      | 5200                    |
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
         В монокристаллических твёрдых телах С. з. зависит от направления распространения волны относительно кристаллографических осей. Во многих веществах С. з. зависит от наличия посторонних примесей. В металлах и сплавах С. з. существенно зависит от обработки, которой был подвергнут металл: прокат, ковка, отжиг и т. п.
         Измерение С. з. используется для определения многих свойств веществ. Измерение малых изменений С. з. является чувствительным методом определения наличия примесей в газах и жидкостях. В твёрдых телах измерения С. з. и её зависимость от разных факторов позволяют исследовать зонную структуру полупроводников (См. Полупроводники), строение Ферми поверхностей (См. Ферми поверхность) в металлах и пр. Ряд контрольно-измерительных применений ультразвука в технике основан на измерениях С. з.
         Всё вышеизложенное относится к распространению звука в сплошной среде, т. е. С. з. является макроскопической характеристикой среды. Реальные вещества не являются сплошными; их дискретность приводит к необходимости рассмотрения упругих колебаний др. типов. В твёрдом теле понятие С. з. относится только к акустической ветви колебаний кристаллической решётки (См. Колебания кристаллической решётки).
        
         Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., М., 1953; Михайлов И. Г., Соловьев В. А., Сырников Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 1964; Колесников А. Е., Ультразвуковые измерения, М., 1970; Исакович М. А., Общая акустика, М., 1973.
         А. Л. Полякова.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Скорость звука" в других словарях:

  • Скорость звука — в газах (0 °C; 101325 Па), м/с[1] Азот 334 Аммиак 415 Ацетилен 327 Водород 1284 Воздух 331 Гелий 965 Кислород 316 …   Википедия

  • СКОРОСТЬ ЗВУКА — скорость перемещения в среде упругой волны при условии, что форма её профиля остаётся неизменной. Скорость гармонической волны наз. также фазовой скоростью звука. Обычно С. з. величина постоянная для данного в ва при заданных внеш. условиях и не… …   Физическая энциклопедия

  • СКОРОСТЬ ЗВУКА — скорость распространения звуковых волн в среде. В газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях меньше, чем в твердых телах (причем для сдвиговых волн скорость всегда меньше, чем для продольных). скорость звука в газах и парах от… …   Большой Энциклопедический словарь

  • скорость звука — скорость распространения акустических волн 1. Скорость распространения упругой волны в среде. Единица измерения м/с 2. Фазовая или групповая скорость акустической волны в недисперсионном материале для данного направления распространения. [BS EN… …   Справочник технического переводчика

  • Скорость звука — скорость распространения (относительно среды) малых возмущений давления. В совершенном газе (например, в воздухе при умеренных температурах и давлении) С. з. не зависит от характера распространяющегося малого возмущения и одинакова как для… …   Энциклопедия техники

  • СКОРОСТЬ ЗВУКА — скорость распространения звуковых волн (см. ) в упругих средах (твёрдых телах, жидкостях и газах). Эта скорость зависит (при достаточно малых амплитудах) от механических свойств среды (сжимаемости (см.), (см.), (см.)), не зависит от частоты волны …   Большая политехническая энциклопедия

  • скорость звука — скорость распространения звуковых волн в среде. В газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях меньше, чем в твердых телах (причём для сдвиговых волн всегда меньше, чем для продольных). Скорость звука в газах и парах от 150 до… …   Энциклопедический словарь

  • скорость звука — 2.1.26 скорость звука; скорость распространения ультразвуковой волны: Фазовая или групповая скорость акустической волны в недисперсионном (однородном) материале в направлении распространения. Источник: ГОСТ Р ИСО 5577 2009: Контроль неразрушающий …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • скорость звука — garso greitis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. sound velocity vok. Schallgeschwindigkeit, f rus. звуковая скорость, f; скорость звука, f pranc. vitesse du son, f …   Automatikos terminų žodynas

  • скорость звука — garso greitis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Greitis, kuriuo garsas sklinda tam tikroje aplinkoje arba terpėje. atitikmenys: angl. sonic speed vok. Schallgeschwindigkeit, f rus. звуковая скорость, f; скорость звука, f pranc. célérité du… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Книги

Другие книги по запросу «Скорость звука» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»