Garso greitis

Garso greitis – atstumas, kurį per laiko vienetą įveikia garso banga, sklindanti tam tikroje terpėje. Garso greitis priklauso nuo terpę sudarančių medžiagų struktūros, priemaišų, temperatūros ir slėgio.

Garso greitis 0 °C temperatūros ore, esant 101 325 Pa slėgiui, yra lygus ${\displaystyle 331,5{\frac {m}{s}$. Garso greitį kitokios temperatūros ore galima apskaičiuoti pagal tokią apytikslią formulę:

${\displaystyle c_{\mathrm {oro} }=(331,5+(0,6\cdot \theta ))\ {\frac {m}{s}\,}$

Jūros lygyje garso greitis (ore) priklauso tik nuo temperatūros (${\displaystyle \theta }$ tariama teta), čia matuojama °C.

Garso greitis skysčiuose ir kietuose kūnuose

Garsas sklinda ne tik dujose (ore), bet ir kietuose bei skystuose kūnuose. Garso greitis juose yra daug didesnis negu dujose, nes tarpai tarp molekulių yra mažesni.

Greitis kietuose kūnuose apskaičiuojamas pagal formulę (E – Jungo modulis, ρ – tankis):

${\displaystyle c_{\mathrm {kiet.} }={\sqrt {\frac {E}{\rho }$

Greitis skystuose kūnuose apskaičiuojamas pagal formulę (K – spūdos modulis, ρ – tankis):

${\displaystyle c_{\mathrm {skyst.} }={\sqrt {\frac {K}{\rho }$

Garso greitis dujose

Greitis dujose skaičiuojamas kaip ir skysčiuose (K – spūdos modulis, ρ – tankis):

${\displaystyle K=\gamma \cdot p}$, taigi ${\displaystyle c_{\mathrm {duju} }={\sqrt {\gamma \cdot {p \over \rho }$

Čia:

${\displaystyle \gamma }$ yra adiabatinis indeksas (šiluminių talpų santykis ${\displaystyle C_{p}/C_{v}$)

p slėgis.

${\displaystyle \rho }$ tankis

Idealiosioms dujoms galima parašyti

${\displaystyle c_{\mathrm {ideal} }={\sqrt {\gamma \cdot {p \over \rho }={\sqrt {\gamma \cdot R\cdot T \over M}={\sqrt {\gamma \cdot k\cdot T \over m}$

kur

• ${\displaystyle c_{\mathrm {ideal} }$ garso greitis idealiosiose dujose.
• ${\displaystyle R}$ (=8,3145 J·mol^-1·K^-1) dujų konstanta.
• ${\displaystyle k}$ Bolcmano konstanta
• ${\displaystyle \gamma }$ adiabatinis indeksas (7/5 = 1,400 dviatomėms molekulėms, 5/3 = 1,6667 vienatomėms molekulėms).
• ${\displaystyle T}$ absoliutinė temperatūra kelvinais.
• ${\displaystyle M}$ molinė masė (kilogramas į molį). Sauso oro molio masė lygi 0,0289645 kg/mol.
• ${\displaystyle m}$ molekulės masė kilogramais.

Garso greitis įvairiose medžiagose

Garso greitis įvairiose medžiagose:

Šaltiniai

Šis straipsnis apie fiziką yra nebaigtas. Jūs galite prisidėti prie Vikipedijos papildydami šį straipsnį.