અવાજની ઝડપ

ધ્વનિની ગતિ એ માધ્યમમાં નબળા દબાણના વિક્ષેપના પ્રસારની ગતિ છે, અને તેનું કદ માધ્યમની પ્રકૃતિ અને સ્થિતિ અનુસાર બદલાય છે. હવામાં અવાજની ઝડપ 1 પ્રમાણભૂત વાતાવરણીય દબાણ અને 15°C પર લગભગ 340 m/s છે.

સ્થિતિસ્થાપક માધ્યમમાં ધ્વનિ તરંગની પ્રચાર ગતિ ધ્વનિ ગતિ છે, તેનું પ્રતીક c છે, એકમ છે m/s: c=λf

સૂત્રમાં, f એ સ્પંદન આવર્તન છે, એટલે કે, પ્રતિ સેકન્ડમાં સ્પંદનોની સંખ્યા, Hz: λ એ તરંગલંબાઇ છે, m.

કારણ કે ગેસમાં કોઈ શીયર સ્થિતિસ્થાપકતા નથી, માત્ર વોલ્યુમની સ્થિતિસ્થાપકતા છે, તેથી ગેસનું પ્રચાર સ્વરૂપ માત્ર રેખાંશ તરંગો હોઈ શકે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ધ્વનિ તરંગોના વિક્ષેપ હેઠળ, ગેસ માધ્યમના કણો તેમની સંબંધિત સંતુલન સ્થિતિની નજીક વાઇબ્રેટ થાય છે, એક ગાઢ અને છૂટાછવાયા ક્રમિક ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયા બનાવે છે. તે જ સમયે, કણની ગતિશીલ દિશા તરંગના પ્રસારની દિશા સમાન છે. સામાન્ય રીતે, કોઈપણ સંજોગોમાં ગેસની ધ્વનિ વેગની અભિવ્યક્તિ ખૂબ જટિલ છે. તેની અભિવ્યક્તિ સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ, ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા અને ગેસના ભૌતિક ગુણધર્મના સમીકરણો સાથે સંબંધિત છે, અને અહીં રજૂ કરવામાં આવશે નહીં. સામાન્ય સમસ્યાઓમાં, આદર્શ ગેસના ધ્વનિ વેગ સૂત્રનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે.

તે સાબિત કરી શકાય છે કે આદર્શ ગેસમાં ધ્વનિ વેગ છે: c=(rp/p)0.5 સૂત્રમાં, r એડિયાબેટિક ગુણાંક સતત દબાણ પર ગરમીની ક્ષમતા અને સતત દબાણ પર ગરમીની ક્ષમતાના ગુણોત્તર સમાન છે; p એ ગેસનું દબાણ છે, Pa; ρ એ ઘનતા છે, kg/m3.

વિવિધ માધ્યમોમાં પ્રચારની ઝડપ

વેક્યૂમ 0m/s (એટલે ​​કે, તે પ્રસારિત કરી શકાતું નથી);

હવા (15℃) 340m/s;

હવા (25℃) 346m/s;

કૉર્ક 500m/s;

કેરોસીન (25℃) 1324m/s;

નિસ્યંદિત પાણી (25℃) 1497m/s;

દરિયાઈ પાણી (25℃) 1531m/s;

કોપર (રોડ) 3750m/s;

માર્બલ 3810m/s;

એલ્યુમિનિયમ (રોડ) 5000m/s;

આયર્ન (રોડ) 5200m/s;