Rýchlosť zvuku
Rýchlosť zvuku je rýchlosť, akou sa zvukové vlny šíria prostredím. Často sa týmto pojmom myslí rýchlosť zvuku vo vzduchu, ktorá závisí od atmosférických podmienok - najväčší vplyv na jej hodnotu má teplota vzduchu.
V kozmonautike a letectve sa používa rýchlosť zvuku aj ako jednotka rýchlosti, s označením "Mach" (muž. rod).
Rýchlosť zvuku v niektorých látkach
Prostredie | Rýchlosť | ||
---|---|---|---|
Látka | Teplota (°C) | (m/s) | (km/h) |
Suchý vzduch | 35 | 351,88 | 1 266,77 |
30 | 349,02 | 1 256,47 | |
25 | 346,13 | 1 246,07 | |
20 | 343,21 | 1 235,56 | |
15 | 340,27 | 1 224,97 | |
10 | 337,31 | 1 214,32 | |
5 | 334,32 | 1 203,55 | |
0 | 331,30 | 1 192,68 | |
-5 | 328,25 | 1 181,70 | |
-10 | 325,18 | 1 170,65 | |
-15 | 322,07 | 1 159,45 | |
-20 | 318,94 | 1 148,18 | |
-25 | 315,77 | 1 136,77 |
Prostredie | Rýchlosť | ||
---|---|---|---|
Látka | Teplota (°C) | (m/s) | (km/h) |
Oxid uhličitý | 25 | 259 | 932 |
Kyslík | 25 | 316 | 1 138 |
Hélium | 0 | 970 | 3 492 |
Vodík | 0 | 1 270 | 4 572 |
Ortuť | 20 | 1 400 | 5 040 |
Destilovaná voda | 25 | 1 497 | 5 389 |
Morská voda | 13 | 1 500 | 5400 |
Ľad | -4 | 3 200 | 11 520 |
Striebro | 20 | 2 700 / 3 700 | 9 720 / 13 320 |
Meď | 20 | 3 500 / 4 720 | 12 600 / 16 992 |
Sklo | 20 | 5 200 | 18 720 |
Oceľ | 20 | 5 000 / 6 000 | 18 000 / 21 600 |
Hliník | 20 | 5 200 / 6 400 | 18 720 / 23 040 |
Výsledok merania v pevných látkach záleží na tom, či sa meria rýchlosť šírenia pozdĺžnych (kompresných) kmitov alebo priečnych kmitov. Pozdĺžne kmity sa šíria rýchlejšie. V kvapalinách a plynoch sa šíria iba kompresné kmity, priečne kmity sa v nich nešíria, preto sa udáva len jedna rýchlosť.
Rýchlosť zvuku v ideálnom plyne
V ideálnom plyne pre rýchlosť zvuku platí vzorec
, kde je adiabatický koeficient, R je plynová konštanta a T je termodynamická teplota (v Kelvinoch),
alebo
, kde je tlak plynu pri teplote 0 °C, príslušná hustota a súčiniteľ teplotnej rozpínavosti plynu.
Rýchlosť zvuku vo vzduchu
Z predchádzajúceho vzorca vyplýva, že pre rýchlosť zvuku v suchom vzduchu platí nasledujúci vzťah: m.s-1
Nasledujúca tabuľka udáva približné rýchlosti zvuku v rôznych nadmorských výškach:
Nadmorská výška | Teplota vzduchu | Rýchlosť (m/s) |
---|---|---|
Hladina mora | 15 °C | 340 |
11 000 m - 20 000 m | -57 °C | 295 |
29 000 m | -48 °C | 301 |