0℃水中聲速 水中聲速

【0℃水中聲速 水中聲速】

0℃水中聲速 水中聲速

文章插圖
水聲速是多少馬赫?根據1975年第15屆國際計量大會決議,把真空中光速值定為C=299792458米/秒.在通常應用多取C=3×10^8米/秒.
人們經過反復測試,發現水中聲速受溫度影響.海水里含有鹽類,含鹽的多少也對聲速有影響.在各種因素中,溫度對聲速影響最大,每升高1℃,水中聲速大約增大4.6米/秒.一般認為海水中的聲速是1500米/秒,約是大氣中聲速的4.5倍.
科學家們還測出了各種液體里的聲速.在20℃時,純水中的聲速是1482.9米/秒;水銀中的聲速是1451米/秒;甘油中的聲速是1923米/秒;酒精中的聲速是1168米/秒,四氯化碳液體中的聲速是935米/秒.由此可見,聲音在液體中傳播大都比在大氣中傳播快許多,這和液體中的分子比較緊密有關.
固體中的聲速也各不相同,經過反復測定發現,聲波在固體中用縱波和橫波兩種形式傳播,這兩種波的波速也不相同.例如,在不銹鋼中,縱波速度是5790米/秒,橫波速度是3100米/秒.把不銹鋼做成棒狀,棒內的縱波速度是5000米/秒.在金屬中,鈹是傳聲的能手,在用鈹做的棒內,聲波的縱波速度達到12890米/秒,是大氣聲遞的38倍.聚乙烯塑料傳聲本領較差,聚乙烯棒中的縱波速度只有920米/秒,不及水中聲速快.軟橡膠富有彈性,聲波在里邊走不動,速度只有30-50米/秒,還不及空氣中的聲速呢!
聲速是什么?聲音的傳播速度叫聲速 。
我們常說的聲速為340米/秒,這是在氣溫15℃且干燥的空氣中的聲速,而在0℃的干燥空氣中,聲速為331米/秒,也就是說 , 聲音會隨著氣溫的下降而變慢 。除了溫度,空氣的濕度也會影響到聲速 , 另外,構成氣體的原子和分子組成發生變化時,聲速也會隨之改變 。比如說在0℃的氦氣中,聲速為970米/秒,接近干燥空氣中的3倍 。
此外,物質的狀態不同,聲速也會有很大的區別,比如水蒸氣中聲速為473米/秒,水中聲速為1500米/秒 , 冰中的聲速為3230米/秒 。一般來說,按照氣體、液體、固體的順序,物質中的聲速會越來越快 。
聲音來源于物體的振動,振動通過周圍的物質連鎖傳遞出去,從而實現了聲音的擴散 。物質傳遞聲音的情形 , 可以用連接在彈簧上的重物的模型來表示,重物就表示傳遞聲音的物質的原子或分子,而彈簧則表示構成物質的原子或分子之間的結合強度 。由于重物越輕振動的越快,所以振動可以很好地傳遞到周圍,也就是說,物質的原子或分子越輕,聲速就越快 。氦氣比構成空氣的主要成分——氧氣和氮氣都要輕,所以與干燥的空氣相比,氦氣傳播聲音的速度更快 。另外,彈簧越硬的話振動也就越快,按照氣體、液體、固體的順序 , 聲速之所以越來越快,就是因為組成物質的原子或分子之間結合越強 。
當聲音在海水中傳播時聲速受什么影響?聲波在海水中的傳播速度與海水的溫度、鹽度和壓力等因素有關 。其中任何一個參數的改變都會導致聲速的變化 。大洋中,鹽度的變化不大 , 通常在2以內,相應的聲速變化在3米/秒左右 。從海面到3000米的深海,壓力引起的聲速變化約為50米/秒 。對就溫度25℃的變化,相應的對聲速變化范圍達80米/秒 ??梢姡K械穆曀僦饕Q于溫度和壓力,其中溫度的影響最為明顯 。
水音速每秒多少公里?聲音在水中的傳播速度約1.5公里/秒 。
聲音的傳播介質有氣體、液體、固體,真空不能傳聲 。一般情況下,聲音在固態體中傳播最快,其次是液體,在氣體中傳播最慢 。特殊情況是軟木 , 雖然它是固體,傳聲速度小于固體 。傳聲速度與溫度有關系,所以我們說聲音在水中的傳播速度約1.5公里/秒 。

相關經驗推薦