Какая скорость звука в км в воздухе?

7 ответов на вопрос “Какая скорость звука в км в воздухе?”

  1. Geo Ответить

    Для начала давайте выясним, сверхзвук — это сколько км/ч? Какова должна быть скорость, чтобы считаться сверхзвуковой? Проблема в том, что простого и однозначного ответа на этот вопрос… Просто нет.
    Есть правильный ответ — больше 1 М. Или Число Маха равное единице, это скорость звука, а выше единицы, это уже сверхзвук.

    Совсем не привычное число выраженное в километрах в час. Если упростить, то объяснить можно так: скорость звука зависит о свойств среды в которой он распространяется, чем плотнее среда, тем быстрее распространяются колебания (звук это ведь волна). Таким образом на разной высоте скорость звука разная. Чем выше, тем меньше плотность воздуха и тем ниже будет местная скорость звука.
    Например, скорость звука у земли (на высоте 0 км) составит 340 метров в секунду (м/с), это 1224 км/ч. И тут важно сказать что такое значение будет: при температуре +15 и давлении 750 мм. рт. ст. и относительной влажности 0%. То есть при «стандартных» условиях.
    А вот на высоте 10 000 метров, на которой летают современные пассажирские лайнеры, это уже около 299 м/с (это 1076 км/ч), то есть разница довольно значительная — 12%.
    Также от высоты полета и других параметров атмосферы зависит и скорость звука, и сопротивление воздуха и, соответственно, скорость которую может развить самолет.
    Так вот число Маха представляет собой отношение скорости летательного аппарата к скорости звука на той высоте на которой он сейчас летит. Так удобнее, ведь на разной высоте скорость звука будет разной и чтобы понимать достигает ли самолет скорости звука, его скорость измеряют в числах М.
    Если еще проще, то число М показывает сколько скоростей звука в скорости самолета на конкретной высоте (при определенных условиях среды). Если число Маха больше единицы, очевидно, мы имеем дело со сверхзвуковой скоростью. Поэтому чаще всего вы будете встречать пояснение для какой высоты указано конкретное число Маха.
    Например, для Боинга 777 крейсерской скоростью считается 0,84 М (это дозвуковой летательный аппарат). То есть  на высоте 10 000 метров при стандартных условиях принимая скорость звука за 1076 км/ч умножаем ее на 0,84 и получаем — 904 км/ч. По документации крейсерская скорость Boeing 777 составляет как раз 905 км/ч.
    Что касается сверхзвуковых летательных аппаратов, то, по определению, их скорости должны быть больше скорости звука, то есть больше 1 М. Например у Су-27 это 2,35 М, что примерно 2 528 км/ч на высоте 10 км (скорость звука 295 м/с, а это 1062 км/ч).

    Число М некоторых сверхзвуковых самолетов:

    Су-27 — 2,35 М
    Су-30 — 2,0 М
    Миг-31 — 2,82 М
    Eurofighter — 2,0 М
    F-15 — 2,5 М
    F-16 — 2,0 М
    F-22 — 2,25 М
    SR-71 — 3,3 М (3 529 км/ч)

  2. Dagdagar Ответить

    Ско?рость 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, ? — плотность, ?ад — адиабатическая сжимаемость, ?из = ??ад — изотермическая сжимаемость, ? = cp/cv — отношение теплоёмкостей при постоянном давлении cp и при постоянном объёме cv.
    В идеальном газе С. з.

    (формула Лапласа), где ?0 — среднее давление в среде, R — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура, ? — молекулярный вес газа. При ? = 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 равна
    ,
    а для сдвиговой

    где Е — модуль Юнга, G — модуль сдвига, ? — 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.
    Материал
    cl, м/сек, скорость продольной волны
    ct, м/сек, скорость сдвиговой волны
    сlст, м/сек, скорость звука в стержне
    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.

  3. Viran Ответить

    Шкала механических волн.
    Октава = Octave = pitch notation и частота звука. Международные кодировки и диапазоны частот. Научные = инженерные октавы, октавы по Гельмгольцу (музыкантов). Частоты нот различных октав и их обозначения в протоколе MIDI и нумерованными символами.
    Звуковое давление = SPL, Sound Pressure Level
    Длина ? звуковых и ультразвуковых волн в воде, воздухе, стали в зависимости от частоты
    Скорость звука в газах, жидкостях и твердых телах. 20-20000 Гц. Краткая таблица. Продольная волна.
    Скорость звука в воздухе при различной температуре. От -150 до 1000 °C.
    Скорость звука в воздухе на различной высоте над уровнем моря. При 15 °C и 760 мм рт.ст. (101325 Па) на уровне моря.
    Акустические свойства жидкостей. Скорость продольных волн. Плотность. Акустическое (волновое) сопротивление удельное = акустический импеданс.
    Акустические свойства керамики, кристаллов, стекол и минералов. Скорость продольных волн. Скорость поперечных волн. Плотность. Акустическое (волновое) сопротивление удельное = акустический импеданс.
    Скорость звука в воде в зависимости от температуры при атмосферном давлении.
    дополнительная информация см.: Коэффициенты (показатели) адиабаты.
    Зависимость скорости звука в воздухе и азоте от давления.
    Коэффициенты звукопоглощения. Затухание звука в средах.
    Сила звука и звуковое давление.
    Порог слышимости у мужчин и женщин инженеров (и не только) в зависимости от возраста и частоты.

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *