Garso greitis

Garso greitis – fizikinė medžiagos savybė, išreiškianti garso sklidimo greitį tam tikroje aplinkoje. Garso greitis priklauso nuo medžiagos struktūros, priemaišų, temperatūros, slėgio.

Jis 0 °C temperatūros ore, esant 101325 Pa slėgiui, yra lygus $331,5{\frac{m}{s}}$. Garso greitį kitokios temperatūros ore galima apskaičiuoti pagal tokią apytikslią formulę:

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

Jūros lygyje garso greitis (ore) priklauso tik nuo temperatūros ($\theta$ 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):

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

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

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

Garso greitis dujose

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

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

Čia:

$\gamma$ yra adiabatinis indeksas (šiluminių talpų santykis $C_p/C_v$)

p slėgis.

$\rho$ tankis

Idealiosioms dujoms galima parašyti

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

kur

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

Vikižodynas