Скорость звука

Звук – это периодическое сжатие и разрежение воздуха. Такое сжатие передается от одних молекул другим путем столкновения молекул. Между столкновениями молекулы движутся со скоростями, характерными для хаотического теплового движения. Поэтому скорость распространения звука – это, фактически, скорость беспорядочного движения молекул.

Как известно, средняя кинетическая энергия беспорядочного движения молекул пропорциональна температуре

.

Поэтому скорость звука

.

Поскольку kN _A = R и mN _A = M, то

.

Скорость звука пропорциональна корню из абсолютной температуры Т ^1/2 и обратно пропорциональна корню из молекулярной массы газа М^-1/2.

Точная формула для скорости звука имеет вид

.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. На рис. 23 приведены зависимости скорости звука от температуры в логарифмическом масштабе для паров воды и неона.

Какая прямая соответствует какому газу?

Рис. 23. Зависимость скорости звука от температуры

2. Скорость звука в воздухе υ _зв ≈ 332 м/сек. Какова будет скорость звука в газообразном гелии?