- 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, какгде Кад — адиабатический модуль объёмного сжатия, ρ — плотность, βад — адиабатическая сжимаемость, βиз = γβад — изотермическая 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 | с, м/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 | с, м/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 равнаа для сдвиговойгде 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, | | сlст, м/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.
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