2007年8月7日 星期二



ความเร็วเสียง คือ ระยะทางที่เสียงเดินทางไปในตัวกลางใดๆ ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา โดยทั่วไปเสียงเดินทางในอากาศที่มีอุณหภูมิ 25°C (= 298,15 K) ได้ประมาณ 346 เมตร/วินาที และในอากาศที่อุณหภูมิ 20°C ได้ประมาณ 343 เมตร/วินาที ความเร็วที่เสียงเดินทางได้นั้นอาจมีค่ามากขึ้นหรือน้อยลงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางเป็นหลัก และอาจได้รับอิทธิพลจากความชื้นบ้างเล็กน้อย แต่ไม่ขึ้! นกับความดันอากาศ
เนื่องจากการเดินทางของเสียงอาศัยการสั่นของโมเลกุลของตัวกลาง ดังนั้นเสียงจะเดินทางได้เร็วขึ้นหากตัวกลางมีความหนาแน่นมาก ทำให้เสียงเดินทางในเร็วของแข็ง แต่เดินทางไม่ได้ในอวกาศ เพราะอวกาศเป็นสูญญากาศจึงไม่มีโมเลกุลของตัวกลางอยู่




สารบัญ
ความเร็วเสียง c โดยทั่วไปคำนวณหาได้จาก
c = sqrt{frac{C}{rho}}
โดย
C คือ สัมประสิทธิ์ของความแข็งเกร็ง (coefficient of stiffness)
ρ คือ ความหนาแน่น
ดังนั้น ความเร็วเสียง จะเพิ่มขึ้นตามความแข็งเกร็งของวัสดุ และ ลดลงเมื่อความหนาแน่นเพิ่มขึ้น


ความเร็วเสียง
ความเร็วเสียงในของแข็ง
ของเหลวจะมีความแข็งเกร็งต่อแรงอัดเท่านั้น โดยไม่มีความแข็งเกร็งต่อแรงเฉือน ดังนั้นความเร็วของเสียงในของเหลวหาได้โดย
c_{mathrm{fluid}} = sqrt {frac{K}{rho}}
โดย
K คือ มอดุลัสของการอัดแอเดียแบติก (adiabatic en:bulk modulus)



ความเร็วเสียงในก๊าซ
ความเร็วของเสียงในอากาศโดยประมาณหาได้จาก:
c_{mathrm{air}} approx (331{.}5 + (0{.}6 cdot theta)) quad mathrm{m/s},
โดยที่ theta, คือ อุณหภูมิ ในหน่วย องศาเซลเซียส ความแม่นยำในการประมาณในช่วงของอุณหภูมิในช่วง -20°C ถึง 40°C จะมีค่าความผิดพลาดไม่เกิน 0.2% ในช่วงอุณหภูมิสูงกว่า หรือ ต่ำกว่านั้นความเร็วของเสียงจะประมาณโดย
c_{mathrm{air}} approx 331{.}5 sqrt{1 + {theta over 273} } quad mathrm{m/s},
เลขมัค คือ อัตราส่วนความเร็วของวัตถุ ต่อ ความเร็วเสียง ในอากาศ (หรือตัวกลางนั้น)
การเคลื่อนที่ของวัตถุใดๆด้วยความเร็วเท่ากับเสียง ณ ตำแหน่งนั้น จะเรียกว่าความเร็ว 1 มัค (Mach) ในทำนองเดียวกันถ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 เท่าของความเร็วเสียงวัตถุนั้นก็จะมีความเร็วเป็น 2 มัค


沒有留言: