Trong bài viết này, chúng tôi sẽ điều tra thế nào tốc độ của âm thanh trong không khí là, đối với tất cả ý nghĩa và mục đích, riêng nhiệt độ phụ thuộc bên trong băng thông âm thanh của ứng dụng điển hình của chúng tôi.
Có một số quan niệm sai lầm phổ biến về chủ đề này liên quan đến áp suất, mật độ, và các hiệu ứng khác được đề cập ở đây.
Tốc độ âm thanh là khoảng cách đi du lịch mỗi thứ hai thông qua một môi trường đàn hồi. Môi trường bao gồm các phân tử với nhau bởi lực giữa. năng lượng âm thanh đi qua các phương tiện bằng cách nén và mở rộng các trái phiếu này.
Hiệu ứng áp suất & Tỷ trọng
Tốc độ âm thanh qua một môi trường phụ thuộc chủ yếu vào độ cứng và mật độ của nó.
Độ cứng là một số liệu mô tả cuộc kháng chiến của một chất để nén thống nhất và được đo bằng Pascal, bằng với 1 Newton trên mét vuông (khoảng 0,1 kg mỗi mét vuông hoặc 0,02 bảng Anh mỗi foot vuông). Mật độ là tỷ lệ trọng lượng khối lượng đo bằng kilôgam trên mét khối.
Nhìn chung, tốc độ của âm thanh thông qua bất kỳ phương tiện (rắn, lỏng, khí) được mô tả bởi phương trình 1. Tôi đã chỉ ra các thông số liên quan để giữ cho nó đơn giản.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• K là mô đun đàn hồi đo trong Pascal
• ρ (rho chữ cái Hy Lạp) là mật độ đo bằng kilôgam trên mét khối
Chú ý cách tăng độ đàn hồi (độ cứng) tăng tốc độ âm thanh (con số cao hơn có nghĩa là ít đàn hồi và cứng hơn) và giảm tốc độ tăng.
Xem xét thực tế là âm thanh đi nhanh qua nước hơn không khí. Tại phòng nước nhiệt độ đậm loa jbl đặc hơn không khí hơn 800 lần. Phương trình 1 dường như chỉ ra rằng mật độ cao sẽ làm giảm tốc độ âm thanh của môi trường, mà là khá khác thường. Và nước là hơn 15.000 lần ít đàn hồi (cứng) hơn không khí, bù đắp sự gia tăng mật độ tương đối nhỏ, làm cho tốc độ âm thanh nước nhanh hơn trong không khí nhiều bàn mixer hơn bốn lần.
Do đó chúng ta có thể mong đợi mật độ mà sẽ đóng góp một phần đáng kể trong tốc độ âm thanh trong không khí. Thực tế cho thấy áp lực và mật độ thay đổi theo độ cao dẫn đến quan niệm sai lầm phổ biến mà chúng ta cần phải thiết lập sự chậm trễ khác nhau trên Mt. Everest hơn Riviera. Tuy nhiên, đối với không khí như là một phương tiện có một twist.
Không khí chúng ta sử dụng để truyền âm thanh hoạt động như một chất khí lý tưởng (thuận tiện đơn giản hóa phương trình của chúng tôi). Các mối quan hệ áp suất / trọng cho một khí lý tưởng được thể hiện trong phương trình 2, nắm giữ miễn là tính chất nhiệt động của môi trường, thành phần phân tử và khối lượng là không thay đổi. Một lần nữa tôi đã chỉ ra các thông số liên quan để giữ cho nó đơn giản.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• p là áp suất đo trong Pascal
• ρ (rho chữ cái Hy Lạp) là mật độ đo bằng kilôgam trên mét khối
• T là nhiệt độ đo trong Kelvin
Quy mô Kelvin là một thang đo Celsius chuyển nơi 0 Kelvin, nhiệt độ thấp nhất có thể, bằng -273,15 độ C (-459,67 độ F). Đối với môi trường dạng khí có một mối quan hệ kéo đẩy giữa áp suất và mật độ. Phương trình 2 cho thấy áp lực và mật độ là tỷ lệ thuận với nhau khi nhiệt độ phù hợp. Tỷ ban mixer lệ áp lực hơn mật độ là không đổi, bị ràng buộc bởi nhiệt độ. Họ theo nhau theo sát bước chân.
Các mô đun đàn hồi cho không khí, đã đề cập trước đó trong phương trình 1, tỉ lệ với áp lực. Khi áp suất tăng, môi trường trở nên kém đàn hồi (cứng), đẩy nhanh tốc độ âm thanh. Tuy nhiên, khi áp lực tăng lên, mật độ phải làm theo phù hợp (công thức 2), do đó giảm tốc tương ứng để tạo ra một tốc độ bế tắc âm thanh (với nhiệt độ không khí không đổi). Do đó, tốc độ của âm thanh trong Johannesburg ở độ cao 1.750 mét (5.800 feet) là giống hệt nhau đến Amsterdam ở mực nước biển (miễn là nhiệt độ phù hợp).
Hiệu ứng nhiệt độ
Bây giờ chúng ta cô lập các hiệu ứng nhiệt độ trong khi duy trì một lượng không đổi chất và khối lượng mà tạo thành mật độ.
Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ phân tử, làm tăng áp lực, mà làm cho các phương tiện ít đàn hồi (cứng) và do đó nhanh hơn. Phương trình 3 cung cấp tốc độ tính toán âm thanh chính xác cho không khí khô dựa vào nhiệt độ, có tính đến tính chất nhiệt động của môi trường.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• T là nhiệt độ đo bằng độ C
Đối với điều kiện sinh sống, nơi chúng tôi thực sự có thể thưởng thức âm thanh mà không cần chuyển sang kem hoặc đốt lên, một xấp xỉ đơn giản (phương trình 4) sẽ đủ.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• T là nhiệt độ đo bằng độ C
phương trình đơn giản này là gần đủ cho các ứng dụng âm thanh trực tiếp và chính xác trong vòng 0,5 phần trăm, thể hiện rõ qua sự tương đồng gần gũi của nó với phương trình dạng dài (Hình 1).
Có một số quan niệm sai lầm phổ biến về chủ đề này liên quan đến áp suất, mật độ, và các hiệu ứng khác được đề cập ở đây.
Tốc độ âm thanh là khoảng cách đi du lịch mỗi thứ hai thông qua một môi trường đàn hồi. Môi trường bao gồm các phân tử với nhau bởi lực giữa. năng lượng âm thanh đi qua các phương tiện bằng cách nén và mở rộng các trái phiếu này.
Hiệu ứng áp suất & Tỷ trọng
Tốc độ âm thanh qua một môi trường phụ thuộc chủ yếu vào độ cứng và mật độ của nó.
Độ cứng là một số liệu mô tả cuộc kháng chiến của một chất để nén thống nhất và được đo bằng Pascal, bằng với 1 Newton trên mét vuông (khoảng 0,1 kg mỗi mét vuông hoặc 0,02 bảng Anh mỗi foot vuông). Mật độ là tỷ lệ trọng lượng khối lượng đo bằng kilôgam trên mét khối.
Nhìn chung, tốc độ của âm thanh thông qua bất kỳ phương tiện (rắn, lỏng, khí) được mô tả bởi phương trình 1. Tôi đã chỉ ra các thông số liên quan để giữ cho nó đơn giản.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• K là mô đun đàn hồi đo trong Pascal
• ρ (rho chữ cái Hy Lạp) là mật độ đo bằng kilôgam trên mét khối
Chú ý cách tăng độ đàn hồi (độ cứng) tăng tốc độ âm thanh (con số cao hơn có nghĩa là ít đàn hồi và cứng hơn) và giảm tốc độ tăng.
Xem xét thực tế là âm thanh đi nhanh qua nước hơn không khí. Tại phòng nước nhiệt độ đậm loa jbl đặc hơn không khí hơn 800 lần. Phương trình 1 dường như chỉ ra rằng mật độ cao sẽ làm giảm tốc độ âm thanh của môi trường, mà là khá khác thường. Và nước là hơn 15.000 lần ít đàn hồi (cứng) hơn không khí, bù đắp sự gia tăng mật độ tương đối nhỏ, làm cho tốc độ âm thanh nước nhanh hơn trong không khí nhiều bàn mixer hơn bốn lần.
Do đó chúng ta có thể mong đợi mật độ mà sẽ đóng góp một phần đáng kể trong tốc độ âm thanh trong không khí. Thực tế cho thấy áp lực và mật độ thay đổi theo độ cao dẫn đến quan niệm sai lầm phổ biến mà chúng ta cần phải thiết lập sự chậm trễ khác nhau trên Mt. Everest hơn Riviera. Tuy nhiên, đối với không khí như là một phương tiện có một twist.
Không khí chúng ta sử dụng để truyền âm thanh hoạt động như một chất khí lý tưởng (thuận tiện đơn giản hóa phương trình của chúng tôi). Các mối quan hệ áp suất / trọng cho một khí lý tưởng được thể hiện trong phương trình 2, nắm giữ miễn là tính chất nhiệt động của môi trường, thành phần phân tử và khối lượng là không thay đổi. Một lần nữa tôi đã chỉ ra các thông số liên quan để giữ cho nó đơn giản.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• p là áp suất đo trong Pascal
• ρ (rho chữ cái Hy Lạp) là mật độ đo bằng kilôgam trên mét khối
• T là nhiệt độ đo trong Kelvin
Quy mô Kelvin là một thang đo Celsius chuyển nơi 0 Kelvin, nhiệt độ thấp nhất có thể, bằng -273,15 độ C (-459,67 độ F). Đối với môi trường dạng khí có một mối quan hệ kéo đẩy giữa áp suất và mật độ. Phương trình 2 cho thấy áp lực và mật độ là tỷ lệ thuận với nhau khi nhiệt độ phù hợp. Tỷ ban mixer lệ áp lực hơn mật độ là không đổi, bị ràng buộc bởi nhiệt độ. Họ theo nhau theo sát bước chân.
Các mô đun đàn hồi cho không khí, đã đề cập trước đó trong phương trình 1, tỉ lệ với áp lực. Khi áp suất tăng, môi trường trở nên kém đàn hồi (cứng), đẩy nhanh tốc độ âm thanh. Tuy nhiên, khi áp lực tăng lên, mật độ phải làm theo phù hợp (công thức 2), do đó giảm tốc tương ứng để tạo ra một tốc độ bế tắc âm thanh (với nhiệt độ không khí không đổi). Do đó, tốc độ của âm thanh trong Johannesburg ở độ cao 1.750 mét (5.800 feet) là giống hệt nhau đến Amsterdam ở mực nước biển (miễn là nhiệt độ phù hợp).
Hiệu ứng nhiệt độ
Bây giờ chúng ta cô lập các hiệu ứng nhiệt độ trong khi duy trì một lượng không đổi chất và khối lượng mà tạo thành mật độ.
Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ phân tử, làm tăng áp lực, mà làm cho các phương tiện ít đàn hồi (cứng) và do đó nhanh hơn. Phương trình 3 cung cấp tốc độ tính toán âm thanh chính xác cho không khí khô dựa vào nhiệt độ, có tính đến tính chất nhiệt động của môi trường.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• T là nhiệt độ đo bằng độ C
Đối với điều kiện sinh sống, nơi chúng tôi thực sự có thể thưởng thức âm thanh mà không cần chuyển sang kem hoặc đốt lên, một xấp xỉ đơn giản (phương trình 4) sẽ đủ.
Bấm vào để phóng to
Ở đâu:
• c là tốc độ của âm thanh đo bằng mét mỗi giây
• T là nhiệt độ đo bằng độ C
phương trình đơn giản này là gần đủ cho các ứng dụng âm thanh trực tiếp và chính xác trong vòng 0,5 phần trăm, thể hiện rõ qua sự tương đồng gần gũi của nó với phương trình dạng dài (Hình 1).
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ điều tra thế nào tốc độ
4/
5
Oleh
Unknown
