Garso greitis

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką

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[taisyti | redaguoti kodą]

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[taisyti | redaguoti kodą]

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

Garso greitis įvairiose medžiagose[taisyti | redaguoti kodą]

Garso greitis įvairiose medžiagose:

Terpė Greitis (m/s)
Skystas helis (4 K) 211[1]
Anglies dioksidas (0 °C) 259[2]
Sausas oras (0 °C) 331[2]
Oras (20 °C) 343[3]
Helis (0 °C) 965[2]
Helis (20 °C) 999[1]
Vandenilis (0 °C) 1 284[2]
Vanduo (25 °C) 1 497[2]
Jūros vanduo (25 °C) 1 530[2]
Vanduo (100 °C) 1 543[1]
Kūno audinys 1 570[4]
Guma (sintetinė) 1 600[5][6]
Švinas 1 960[2]
Auksas 3 240[5]
Stiklas 5 100[2]
Plienas 5 940[2]
Granitas 6 000[3]
Aliuminis 6 420[3]

Šaltiniai[taisyti | redaguoti kodą]

  1. 1,0 1,1 1,2 Hugh D. Young; Roger A. Freedman. University Physics with Modern Physics, Addison-Wesley, 2012, 516 p. ISBN 978-0-321-69686-1.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Bill Tillery. Physical Science, McGraw-Hill Education, 2013, 123 p. ISBN 978-0-07-351389-8.
  3. 3,0 3,1 3,2 David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. Fundamentals of Physics Extended, 10th Edition, Wiley Global Education, 2013. 481 p. ISBN 978-1-118-47381-8.
  4. Jay Newman. Physics of the Life Sciences. Springer, 2008, 271 p. ISBN 978-0-387-77258-5.
  5. 5,0 5,1 Raymond Serway & John Jewett, Principles of Physics: A Calculus-Based Text, Cengage Learning, p. 415, ISBN 0-534-49143-X, <http://books.google.com/books?id=VaroJ5BNuZAC> 
  6. Raymond Serway & Chris Vuille, College Physics, Cengage Learning, p. 476, ISBN 0-8400-6848-4, <http://books.google.com/books?id=HLxV-IKYO5IC>