Helikiirus: erinevus redaktsioonide vahel
Resümee puudub |
|||
23. rida: | 23. rida: | ||
kus [[tuletis (matemaatika)|tuletis]] leitakse eeldades [[adiabaatiline protsess|adiabaatilist protsessi]]. |
kus [[tuletis (matemaatika)|tuletis]] leitakse eeldades [[adiabaatiline protsess|adiabaatilist protsessi]]. |
||
==Sõltuvus |
==Sõltuvus õhu temperatuurist== |
||
{| class="wikitable" style="text-align:center;" |
{| class="wikitable" style="text-align:center;" |
||
|+ |
|+Heli kiiruse sõltuvus õhu temperatuurist |
||
|- class="hintergrundfarbe5" style="vertical-align:top;" |
|- class="hintergrundfarbe5" style="vertical-align:top;" |
||
! width="20%" | Temperatuur<br /><math>\vartheta</math> in °C |
! width="20%" | Temperatuur<br /><math>\vartheta</math> in °C |
||
! width="40%" | |
! width="40%" | Heli kiirus<br /><math>c_\text{S}</math> m/s<ref>Quelle unbekannt, s. auch {{CRC Handbook |Auflage=57 |Kapitel=E |Startseite=54}}</ref> |
||
! width="40%" | |
! width="40%" | Heli kiirus<br /><math>c_\text{S}</math> km/h |
||
|- |
|- |
||
| +50 || 360,57 || 1298 |
| +50 || 360,57 || 1298 |
Redaktsioon: 8. veebruar 2017, kell 16:17
Heli kiirus on vahemaa, mille helilaine läbib ühikulise aja jooksul elastses keskkonnas.
Kuivas õhus temperatuuril 20°C on heli kiirus ligikaudu 343 m/s ehk 1235 km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul.
Baasvalemid
Heli kiirus c avaldub valemiga
kus E on keskkonna ruumelastsusmoodul ja ρ on keskkonna tihedus.
Ideaalse gaasi jaoks kehtib E = γ p, kus γ on adiabaatiline indeks ja p on gaasi rõhk. Seega heli kiirus ideaalses gaasis avaldub kui
ent on helisagedusest sõltumatu suurus.
Üldise olekuvõrrandi korral on heli kiirus leitav seosest
kus tuletis leitakse eeldades adiabaatilist protsessi.
Sõltuvus õhu temperatuurist
Temperatuur in °C |
Heli kiirus m/s[1] |
Heli kiirus km/h |
---|---|---|
+50 | 360,57 | 1298 |
+40 | 354,94 | 1277,8 |
+30 | 349,29 | 1257,2 |
+20 | 343,46 | 1236,5 |
+10 | 337,54 | 1215,1 |
0 | 331,50 | 1193,4 |
−10 | 325,35 | 1171,3 |
−20 | 319,09 | 1148,7 |
−30 | 312,77 | 1126 |
−40 | 306,27 | 1102,6 |
−50 | 299,63 | 1078,7 |
Akustiline dispersioon
Dispersioonivabas keskkonnas on heli kiirus sõltumatu helisagedusest. Selliseks keskkonnaks on näiteks ideaalne gaas. Dispersiivses keskkonnas sõltub heli kiirus helisagedusest. Selle sõltuvuse määrab dispersiooniseos. Erinevad sageduskomponendid liigub sellises keskkonnas erineva faasikiirusega, kuid heli poolt kantav energia liigub rühmakiirusel. Dispersioon on iseloomulik paljudele lainenätustele, mistõttu esineb sarnane nähtus ka valguse jaoks (kirjelduse jaoks vt Dispersioon (füüsika)). Heli juhul nimetatakse antud nähtust akustiliseks dispersiooniks.
Kuuldava heli jaoks on lämmastiku ja hapniku segu dispersioonivaba, kuid kuna õhk sisaldab ka süsihappegaasi, siis muutub see kõrgetel sagedustel (> 28 kHz) dispersiivseks.[2]
Vaata ka
Viited
- ↑ Quelle unbekannt, s. auch Mall:CRC Handbook
- ↑ Dean, E. A. (August 1979). Atmospheric Effects on the Speed of Sound, Technical report of Defense Technical Information Center