Kuidas mõjutab niiskus heli kiirust?

Posted on
Autor: Randy Alexander
Loomise Kuupäev: 25 Aprill 2021
Värskenduse Kuupäev: 2 Juuli 2024
Anonim
Kuidas mõjutab niiskus heli kiirust? - Teadus
Kuidas mõjutab niiskus heli kiirust? - Teadus

Sisu

Kui olete kunagi jälginud, kuidas öösel taevas välgutab ja kui loete, mitu sekundit äikeseni kõrva jõudmiseks kulus, teate juba, et valgus liigub palju kiiremini kui heli. See ei tähenda, et ka heli liiguks aeglaselt; toatemperatuuril liigub helilaine kiirusega üle 300 meetri sekundis (rohkem kui 1000 jalga sekundis). Heli kiirus õhus varieerub sõltuvalt mitmest tegurist, sealhulgas õhuniiskusest.


Helilained

Kujutage ette õhumolekulit, mis hoolitseb kogu kosmoses ja põrkub naabri poole, nii et need põrkuvad üksteiselt nagu kummipallid. Teine molekul tormab nüüd minema, kuni see põrkub teisega ja nii edasi. Kõik need kokkupõrked kannavad energiat esimesest molekulist teise. Nii liiguvad helilained: õhumolekulid on sunnitud liikuma sellise häirega nagu häälepaelte vibratsioon teie kurgus ja kokkupõrked viivad selle energia esimesest õhumolekulide komplektist naabritele ja nii edasi. Lõppkokkuvõttes kannab laine energiat, kuid mitte asja, see tähendab, et pigem rändavad häired kui õhumolekulid ise.

Kiirus

Kui räägite heli kiirusest, siis räägite sellest, kui palju aega kulub helilaine või -häiringuni jõudmiseks kohast, kus see kõrva hakkas. Helilaine kiirus määratakse keskmise või materjali abil, mille kaudu laine liigub; sama laine läheb heeliumis kiiremini kui näiteks õhus. Igal materjalil on kaks omadust, mis määravad, kui kiiresti see heli edastab: selle tihedus ja jäikus või elastsusmoodul.


Õhk

Õhu või selle elastsusmooduli "jäikus" ei muutu niiskusega. Tihedus küll. Niiskuse kasvades kasvab ka õhumolekulide protsent, mis on veemolekulid. Veemolekulid on palju vähem massiivsed kui hapniku, lämmastiku või süsinikdioksiidi molekulid ja seetõttu on seda suurem õhu osakaal, mis koosneb veeaurust, seda väiksem on mass ruumalaühiku kohta ja seda väiksema tihedusega õhk muutub. Madalam tihedus tähendab kiiremat helilainete liikumist, nii et helilained liiguvad kõrge niiskuse korral kiiremini. Kiiruse kasv on siiski väga väike, nii et enamikul igapäevastel eesmärkidel võite seda ignoreerida. Toatemperatuuril liigub näiteks merepinna õhus 100-protsendilise õhuniiskuse korral (väga niiske õhk) umbes 0,35 protsenti kiiremini kui 0-protsendilise õhuniiskuse korral (täiesti kuiv õhk).

Muud tegurid

Niiskuse mõju heli kiirusele on pisut suurem madalama õhurõhu korral, nagu need, mida kogete suurel kõrgusel. Näiteks umbes 6000 meetri (20 000 jalga) kõrgusel merepinnast on toatemperatuuril kuiva õhu 0-protsendilise õhuniiskuse ja sama õhu 100-protsendilise õhuniiskuse heli kiiruse erinevus umbes 0,7 protsenti. Temperatuuri tõus suurendab ka õhuniiskuse mõju õhus leviva heli kiirusele, ehkki taas on tõus suhteliselt tagasihoidlik.