Kaip drėgmė veikia garso greitį?

Jei kada nors stebėjote žaibišką mirgėjimą nakties danguje ir paskaičiavote, kiek sekundžių tai užtruko kad perkūnas pasiektų jūsų ausis, jūs jau žinote, kad šviesa sklinda daug greičiau nei garsas. Tai nereiškia, kad ir garsas sklinda lėtai; kambario temperatūroje garso banga sklinda daugiau nei 300 metrų per sekundę (daugiau nei 1 000 pėdų per sekundę). Garso greitis ore skiriasi priklausomai nuo kelių veiksnių, įskaitant drėgmę.

Įsivaizduokite oro molekulę, besirūpinančią erdvėje ir atsitrenkiančią į kaimyną, kad jie atsimuštų vienas nuo kito kaip guminiai rutuliai. Antroji molekulė dabar skuba tol, kol susiduria su kita ir pan. Kiekvienas iš šių susidūrimų perduoda energiją iš pirmosios molekulės į antrąją. Taip keliauja garso bangos: oro molekulės yra priverstos judėti dėl tokio sutrikimo kaip balso stygų vibracija gerklėje, o susidūrimai perduoda tą energiją iš pirmojo oro molekulių rinkinio savo kaimynams ir pan į išorę. Galiausiai banga perduoda energiją, bet ne materiją, o tai reiškia, kad keliauja tik trikdžiai, o ne pačios oro molekulės.

instagram story viewer

Kalbėdami apie garso greitį, jūs kalbate apie tai, kiek laiko reikia garso bangai ar trikdžiams pereiti nuo tos vietos, kur ji prasidėjo iki jūsų ausies. Garso bangos greitį lemia terpė arba medžiaga, per kurią banga juda; ta pati banga helyje praeis greičiau, nei, pavyzdžiui, ore. Kiekviena medžiaga turi dvi savybes, lemiančias, kaip greitai ji praleidžia garsą: jos tankį ir standumą ar elastingumo modulį.

Oro „standumas“ ar jo elastingumo modulis nesikeičia esant drėgmei. Tačiau tankis daro. Didėjant drėgmei, didėja ir oro molekulių, kurios yra vandens molekulės, procentas. Vandens molekulės yra daug mažiau masyvios nei deguonies, azoto ar anglies dioksido molekulės, todėl tuo didesnė oro dalis, kurią sudaro vandens garai, tuo mažiau masės tūrio vienetui ir mažiau tankus oras tampa. Mažesnis tankis reiškia greitesnes garso bangų keliones, todėl esant dideliam drėgnumui garso bangos eina greičiau. Tačiau greičio padidėjimas yra labai nedidelis, todėl daugumos kasdienių tikslų galite to nepaisyti. Pvz., Kambario temperatūros ore, esančiame jūros lygyje, esant 100 procentų drėgmei (labai drėgnas oras) garsas sklinda apie 0,35 procento greičiau, nei esant 0 procentų drėgmei (visiškai sausam orui).

Drėgmės poveikis garso greičiui yra šiek tiek didesnis esant žemesniam oro slėgiui, kaip ir patiriant dideliame aukštyje. Pavyzdžiui, esant maždaug 6000 metrų (20 000 pėdų) virš jūros lygio, skirtumas tarp garso greičio kambario temperatūroje sausas oras esant 0 procentų drėgnumui ir tas pats oras esant 100 procentų drėgnumui yra apie 0,7 procentų. Didėjanti temperatūra taip pat padidina drėgmės poveikį garso greičiui ore, nors vėlgi padidėjimas yra palyginti nedidelis.

Teachs.ru
  • Dalintis
instagram viewer