Wikipedia

Ero sivun ”Äänen nopeus” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Ei muokkausyhteenvetoa
pEi muokkausyhteenvetoa
Rivi 1:
{{lähteetön}}
'''Äänen nopeus''' ilmassa on noin 343 metriä sekunnissa eli 1 230 km/h (20 °C) [[taajuus|taajuudesta]] riippumatta. Äänen nopeus vaihtelee kaikissa olomuodoissa materiaalista riippuen. Levymäisillä rakenteilla äänen nopeus riippuu taajuudesta.
 
Seuraavassa äänen nopeuksia (m/s) joissakin materiaaleissa [[lämpötila]]ssa 20°C, ellei toisin mainita:
* beryllium: 12 550
* rauta: 5 120
* alumiini: 5 080
* graniitti: 4 000
* lasi: 4 000−5000–5 000
* betoni: 4 300
* tiili: 3 650
* puu: 3 500
* jää (-4−4°C): 3 280
* vesi (l): 1 403−1403–1 543
* korkki: 500
* ilma: 343<ref>MAOL taulukot, 2012, sivu 91.</ref>
Rivi 24:
c = \sqrt {{\kappa \cdot p}\over\rho}
</math>,
jossa
missä
:κ (<math>\kappa)</math> on adiabaattinen vakio,
:<math>p</math> kaasun paine ja
:ρ (roo)<math>\rho</math> kaasun tiheys.
 
Ideaalikaasulle:
 
[[Ideaalikaasu]]lle:
:<math>
c = \sqrt {\kappa \cdot R\cdot T}
</math>,
jossa
 
:<math>R</math> on [[kaasuvakio]] (287,05 J/(kg·K) ilmalle, jonka moolimassa on noin 29<ref>[http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/palvelut/kysykemiasta/arkisto/haka.htm Kemian opetuksen keskus]</ref>), [[yleinen kaasuvakio]] <math>R</math> on 8,314472[15] J · K<sup>-1−1</sup> · mol<sup>-1−1</sup>,▼
missä
:κ<math>\kappa</math> adiabaattinen vakio (ilmalle 1,402), joskus käytetään merkintää <math>\gamma</math> (gamma), ja▼
▲:<math>R</math> on kaasuvakio (287,05 J/(kg·K) ilmalle, jonka moolimassa on noin 29<ref>[http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/palvelut/kysykemiasta/arkisto/haka.htm Kemian opetuksen keskus]</ref>), [[yleinen kaasuvakio]] <math>R</math> on 8,314472[15] J · K<sup>-1</sup> · mol<sup>-1</sup>,
▲:κ adiabaattinen vakio (ilmalle 1,402), joskus käytetään merkintää <math>\gamma</math> (gamma) ja
:<math>T</math> lämpötila [[kelvin]]einä.
 
== Ideaalikaasun molekyylien keskinopeus ==
 
Äänen nopeus kaasussa on sama kuin ideaalikaasun molekyylien keskinopeus. Ideaalisen kaasumolekyylin keskinopeus <math>v_k</math> voidaan laskea seuraavasti:
:<math>v_k=\sqrt{\frac{3 k T_k}{m}}</math>,▼
jossa
▲<math>v_k=\sqrt{\frac{3 k T_k}{m}}</math>,
 
missä
:<math>k</math> on [[Boltzmannin vakio]],
:<math>T_k</math> keskilämpötila [[kelvin|kelvineissä]] ja
Rivi 53 ⟶ 48:
 
Kaavasta voidaan kehittää likiarvo molekyylimassan funktiona:
 
<math>v_k=157{,}93 \sqrt{\frac{Tk}{M}}</math>,
missäjossa <math>M</math> on [[molekyylimassa]]. Esimerkiksi vedylle se on 1,008.▼
 
Usein kirjoitetaan <math>v_{k}^2 = \frac{24,940 T}{M}</math>, jossa nopeus <math>v</math> on yksikössä m/s, lämpötila <math>T</math> kelvineinä ja <math>M</math> on molekyylimassa. Todennäköisimmät kaasuhiukkasten nopeudet ovat 81,6&nbsp;% tästä ja keskimääräiset nopeudet 92,1&nbsp;% tästä. Kaasuhiukkasten nopeusjakauma riippuu [[Maxwellin–Boltzmannin jakauma|Maxwellin–Boltzmannin nopeusjakaumasta]].
▲missä <math>M</math> on [[molekyylimassa]]. Esimerkiksi vedylle se on 1,008.
 
Usein kirjoitetaan
 
:<math>v_{k}^2</math> = 24,940 ''T'' / [[molekyylimassa]] ,
 
missä nopeus <math>v</math> on yksikössä m/s ja lämpötila T kelvineinä.
 
Todennäköisimmät kaasuhiukkasten nopeudet ovat 81,6% tästä ja keskimääräiset nopeudet 92,1% tästä.
Kaasuhiukkasten nopeusjakauma riippuu [[Maxwellin–Boltzmannin jakauma|Maxwellin–Boltzmannin nopeusjakaumasta]].
 
== Viitteet ==
{{Viitteet}}
 
{{Tynkä/Fysiikka}}
{{Metatieto}}
[[Luokka:Akustiikka]]
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Äänen_nopeus”