• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur påverkar fuktigheten ljudets hastighet?

    Om du någonsin har sett blixten flimra på natthimlen och sedan räknat hur många sekunder det tog för åskan att nå dina öron, vet du redan att ljuset reser mycket snabbare än ljud. Det betyder inte att ljudet reser långsamt heller; vid rumstemperatur reser en ljudvåg med över 300 meter per sekund (mer än 1 000 fot per sekund). Ljudets hastighet varierar beroende på flera faktorer, inklusive luftfuktighet.
    Sound Waves

    Föreställ dig en luftmolekyl som bryr sig över rymden och kraschar i en granne så att de studsar från varandra som ett par gummi bollar. Den andra molekylen rusar nu tills den kolliderar med en annan och så vidare. Var och en av dessa kollisioner överför energi från den första molekylen till den andra. Så här reser ljudvågor: luftmolekyler tvingas i rörelse av en störning som vibrationerna av stämbanden i halsen, och kollisioner överför den energin från den första uppsättningen av luftmolekyler till sina grannar och så vidare utåt. I slutändan överför vågen energi men spelar ingen roll, vilket betyder att det är störningen som rör sig snarare än själva luftmolekylerna.
    Speed

    När du pratar om ljudets hastighet, pratar du om hur mycket tid det tar för ljudvågen eller störningen att gå från den plats där det började ditt öra. Ljudvågens hastighet bestäms av mediet eller materialet genom vilket vågen rör sig; samma våg går snabbare i helium än till exempel i luft. Varje material har två egenskaper som avgör hur snabbt det överför ljud: dess täthet och dess styvhet eller elastiska modul.
    Air

    Luftens "styvhet" eller dess elastiska modul förändras inte med fuktighet. Densitet gör det dock. När fuktigheten ökar, gör också andelen luftmolekyler som är vattenmolekyler. Vattenmolekyler är mycket mindre massiva än syre, kväve eller koldioxidmolekyler, och ju större andelen luft som består av vattenånga, desto mindre massa per volym och desto mindre tät blir luften. Lägre densitet översätter till snabbare ljudvågskörning, så ljudvågorna reser snabbare vid hög luftfuktighet. Ökningen i hastighet är dock mycket liten, så för de flesta vardagliga ändamål kan du ignorera den. I rumstemperatur luft till havsnivå, till exempel, reser ljud cirka 0,35 procent snabbare i 100 procent luftfuktighet (mycket fuktig luft) än det gör i 0 procent fuktighet (helt torr luft).
    Andra faktorer

    Effekten av fuktighet på ljudets hastighet är något större vid lägre lufttryck, som de du upplever i hög höjd. Vid cirka 6 000 meter (20 000 fot) över havet, till exempel, är skillnaden mellan ljudets hastighet i rumstemperatur torr luft med 0 procent fuktighet och samma luft vid 100 procent fuktighet cirka 0,7 procent. Ökande temperatur förstärker också fuktens effekt på ljudets hastighet, även om ökningen är relativt blygsam.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com