بيت » سرعة الصوت في الغاز المثالي

سرعة الصوت في الغاز المثالي

1816
  • Pierre-Simon Laplace
Experimental setup for measuring speed of sound in a perfect gas in acoustics.

The speed of sound ([latex]c[/latex]) in a perfect gas is determined by its الديناميكية الحرارية properties, not its pressure or density alone. The formula is [latex]c = \sqrt{\gamma R_s T}[/latex], where [latex]\gamma[/latex] is the heat capacity ratio ([latex]c_p/c_v[/latex]), [latex]R_s[/latex] is the specific gas constant, and [latex]T[/latex] is the absolute temperature. Thus, sound travels faster in hotter gas.

The propagation of sound is a mechanical wave that travels through a medium by causing adiabatic (i.e., no heat transfer) compressions and rarefactions. Isaac Newton first attempted to calculate the speed of sound assuming an isothermal process, which yielded an incorrect result. Pierre-Simon لابلاس corrected this by recognizing that the compressions and rarefactions happen so quickly that there is no time for significant heat exchange with the surroundings, making the process adiabatic.

For a perfect gas undergoing an adiabatic process, the relationship between pressure and density is [latex]P \propto \rho^\gamma[/latex]. The speed of sound is generally given by [latex]c = \sqrt{(\partial P / \partial \rho)_S}[/latex], where the derivative is taken at constant entropy (adiabatically). Applying this to the perfect gas model yields [latex]c = \sqrt{\gamma P / \rho}[/latex]. By substituting the perfect gas law in the form [latex]P = \rho R_s T[/latex], we arrive at the more common form [latex]c = \sqrt{\gamma R_s T}[/latex]. This equation reveals the crucial insight that the speed of sound in a gas depends only on its composition (which determines [latex]\gamma[/latex] and [latex]R_s[/latex]) and its absolute temperature.

UNESCO Nomenclature: 2201
– Acoustics

النوع

القانون الفيزيائي

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • Newton’s formula for the speed of sound (isothermal assumption)
  • مفهوم العمليات الأديباتية
  • ideal gas law
  • تعريف نسبة السعة الحرارية
  • نظرية الموجة

التطبيقات

  • aerodynamics and aerospace engineering (calculating رقم الماكينة)
  • تصميم الطائرات والصواريخ الأسرع من الصوت
  • هندسة الصوتيات والتحكم في الضوضاء
  • الاختبار غير المدمر للمواد باستخدام الموجات فوق الصوتية
  • علم الأرصاد الجوية لتحليل الظواهر الجوية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: speed of sound, acoustics, perfect gas, Laplace, adiabatic process, heat capacity ratio, mach number, aerodynamics, gas dynamics, compressibility.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً