Скорость звука в воздухе, воде, газах, жидкостях и твердых телах (Таблица)
Скорость звука в газах и воздухе и его поглощение
Лучшее значение скорости звука, полученное Харди, Телфером и Риль-мейером для сухого воздуха при 0° С, содержащего в объеме 0,03% СОа, равно 331,46 м/сек. Авторы дают при этом следующие поправки: а) температурный коэффициент: +0,607 м/сек на 1° С при 0° С; б) дисперсия: скорость увеличивается на 0,09 м/сек при частотах, больших частоты, соответствующей максимуму поглощения; в) содержание СО2: скорость убывает на 0,02 м/сек при увеличении в объеме содержания СО2 на 0,03%; г) содержание Н2О: скорость возрастает на 0,05 м/сек при увеличении в объеме содержания водяных паров на 0,10%; д) в области температур 0 - 25° С наблюдается увеличение скорости порядка 0,04 м/сек, обусловленное отступлениями от законов идеального газа (дополнительно к температурным изменениям первого порядка в пункте а), имеющим вид √Т. Ходж (1937) получил следующие данные об изменении сх в зависимости от давления при 27° С:
Давление (атм) 1 10 20 50 100
Относительная скорость звука 1 1,003 1,008 1,024 1,064
Ослабление звука в воздухе в зависимости от изменения частоты имеет сложный вид и зависит от содержания водяных паров. Значение α при данной частоте имеет максимум при некотором значении относительной влажности, которое в свою очередь возрастает с ростом частоты. Данные, приведенные в таблице, принадлежат Эвансу и Безли (1956) (1—10 кгц при 20° С), Сивиэну (1947) (15— 500 кгц при 26,5° С) и Пилмейеру (1945) (1927 кгц при 24° С).
Значения величины α · 104 для звуковых волн в воздухе
|
Относительная влажность, % |
Частота, кгц |
||||||||||
|
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
15 |
30 |
100 |
500 |
1927 |
|
|
10 |
0,13 |
0,47 |
1,27 |
1,87 |
2,26 |
2,53 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
20 |
0,06 |
0,23 |
0,82 |
1,61 |
2,48 |
3,28 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
37 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
4,15 |
22,6 |
41,5 |
530 |
— |
|
40 |
0,03 |
0,10 |
0,38 |
0,84 |
1,45 |
2,20 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
60 |
0.03 |
0,09 |
0,24 |
0,54 |
0,96 |
1,47 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
80 |
0,03 |
0,08 |
0,20 |
0,39 |
0,69 |
1,08 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
87 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
7000 |
Справочная таблица скорость звука в газах
В таблице, приводимой ниже, даны скорости и температурные коэффициенты скорости звука в газах, полученные Аббеем и Барлоу (1948), Куком (1906), Финдлеем и др. (1938), Харди и др. (1941), Хенвнсом (1947), Иттербиком и др, (1937) и (1938), Ри-чардсом и Рейдом (1934) и Варнером (1937).
|
Газ |
t (С°) |
Скорость звука, c1, (м/сек) |
[dc1/dt] t=1 |
|
Азота |
0 |
333,64 |
0,85 |
|
Азота закись |
0 |
258 |
— |
|
Азота окись |
16,3 |
333,9 |
— |
|
Аммиак |
0 |
415 |
0,73 |
|
Аргон |
0 |
319 |
— |
|
Водород |
0 |
1 286 |
2 |
|
Воздух1) |
0 |
331,46 |
0,607 |
|
-182,4 |
181,5 |
— |
|
|
Гелий |
0 |
970 |
1,55 |
|
-268,9 |
104 |
— |
|
|
Дейтерий |
0 |
890 |
1,58 |
|
Кислород |
0 |
314,84 |
0,57 |
|
Метан |
0' |
430 |
0,62 |
|
Неон |
0 |
435 |
0,78 |
|
Пары воды |
100 |
405 |
— |
|
Сероуглерод |
0 |
200 |
0,242) |
|
Углекислый газ |
0 |
260,3 |
0,87 |
|
Углерода окись |
0 |
337,6 |
0,604 |
|
Хлор |
0 |
206 |
— |
|
Этан |
10 |
308 |
— |
|
Этилен |
0 |
317 |
0,56 |
|
НВr |
0 |
200 |
— |
|
НСl |
0 |
296 |
— |
|
HJ |
0 |
157 |
— |
|
H2S |
0 |
289 |
— |
|
SO2 |
0 |
211 |
|
|
1) Сухой, 0,03% CO2 по обьему 2) При 30° С |
|||
Скорость и поглощение звука в жидкостях
Скорость звука в жидкостях (продольные волны) с1 = 1√βαp где βα обозначает коэффициент адиабатического сжатия, а р — плотность. В газах при сравнительно
низких давлениях βα = 1/γp , где р —давление, a y - отношение удельных теплоемкостей газов при постоянном давлении и при постоянном объеме. Скорость звука в этом
случае
или, иначе,
где R — газовая постоянная, T — абсолютная температура и M — молекулярный вес.
Справочная таблица скорость и поглощение звука в жидкостях
Приводимые в таблице значения скорости звука и его поглощения в жидкостях взяты из работ Бэра (1935), Бхимасенахара и др. (1940), Бригса и др. (1947), Бартона (1948), Финдлея и др. (1938), Галта (1949), Хаззарда (1950), Хаббарди (1950), Хаббарди и Лумиса (1928), Хинтера (1941), Клеппа (1950), Кувахара (1939), Партхасати (1935 и 1936), Пеллама и Гальта (1946), Пинкертона (1947), Питта и Джексона (1935), Ринга и др. (1947), Шаафа (1941), Вилларда (1949) и Виллиса (1947). Температура относится к c1 и а/f2 ; f выражено в гц. Цифры в скобках обозначают частоту Мг.
|
Жидкость |
t, °с |
Скорость звука, c1, м/сек |
dc1/dt |
Поглощение звука, (α/f2) · 1017 |
|
Азот |
-199 |
962 |
-10 |
10,7 (44,4) |
|
Амилацетат |
29,2 |
1 173 |
— |
74 (15) |
|
Ангидрид уксусный |
24 |
1 384 |
— |
— |
|
Анилин |
20 |
1 659 |
-4,0 |
— |
|
Аргон |
-188 |
853 |
— |
10,2 (44,4) |
|
Ацетилен четырехбромистый |
28 |
1 007 |
— |
— |
|
Ацетилен четыреххлористый |
28 |
1 155 |
— |
— |
|
Ацетон |
25 |
1 170 |
-5.5 |
50 (4—19) |
|
Бензол |
25 |
1 295 |
-5,2 |
830 (6—10) |
|
Бромбензол |
28 |
1 134 |
— |
— |
|
Бромоформ |
25 |
908 |
-2,2 |
230 (6—10) |
|
Бутилацетат |
26 |
1 179 |
— |
— |
|
Висмут |
365 |
1 365 |
— |
— |
|
Вода (дистиллированная) |
0 |
1 407 |
1) |
1) |
|
Вода морская (поверхностный слой, соленость 35 частей на 1000, широта 30°) |
0 15 |
1 445,5 1 509,7 |
— — |
1) — |
|
Вода тяжолая |
20 |
1 381 |
+3,0 при 20°C |
— |
|
Водород |
-256 |
1 187 |
— |
5,6 (44,4) |
|
Галлий |
50 |
2 740 |
— |
— |
|
н-Гексан |
21,2 |
1085 |
— |
77 (15) |
|
Гелий |
-269,8 |
179,8 |
-21,5 |
230 (16) |
|
н-Гептан |
22,4 |
1 150 |
-4,5 |
80 (15) |
|
Глицерин |
26 |
1 930 |
-1,8 |
1 700 (3,8—19) |
|
Индий |
260 |
2 215 |
— |
— |
|
Кадмий |
360 |
2 200 |
— |
— |
|
Калий |
160 |
1 820 |
— |
— |
|
Керосин |
25 |
1 315 |
-3,6 |
110 (6—20) |
|
Кислород |
-182,9 |
912 |
-6,9 |
87 (44,4) |
|
Кислота муравьиная |
20 |
1 299 |
— |
— |
|
Кислота олеиновая |
20 |
1 442 |
— |
— |
|
о-Ксилол |
22 |
1 352 |
— |
52 (6—10) |
|
Масло камфорное |
25 |
1 390 |
-3,8 |
— |
|
Масло касторовое |
18,6 |
1 500 |
-4,1 |
10 900 (3) |
|
Масло прованское |
21,7 |
1 440 |
-2,8 |
1 350 (3) |
|
Метил бромистый |
2 |
905 |
— |
304 (15) |
|
Метил йодистый |
30 |
815 |
-2,6 |
334 (15) |
|
Метилацетат |
19 |
1 195 |
— |
71 (15) |
|
Метилен бромистый |
24 |
971,2 |
— |
— |
|
Метилен йодистый |
24 |
977,7 |
— |
— |
|
Метилен хлористый |
23,5 |
1064 |
— |
— |
|
Натрий |
235 |
2 395 |
— |
— |
|
Нефть |
25 |
1 225 |
— |
100 (10) |
|
Нитробензол |
23,8 |
I 462 |
-3,8 |
79 (16) |
|
н-Октан |
20 |
1 192 |
-42 |
— |
|
Олово |
380 |
2 270 |
— |
— |
|
Паральдегид |
28 |
1 197 |
— |
— |
|
изо-Пентан |
25 |
985 |
-4,8 |
150 (10) |
|
Пиридин |
25 |
1 415 |
-4,1 |
— |
|
н-Пропилацетат |
26 |
1 182 |
— |
— |
|
Ртуть |
20 |
1 451 |
-0,46 |
5,5 (0,5—996) |
|
Рубидий |
160 |
1 260 |
— |
— |
|
Свинец |
380 |
1 790 |
— |
— |
|
Сероуглерод |
25 |
1 149 |
-3,3 |
7 400 (6,6) |
|
Скипидар |
25 |
1 225 |
— |
150 (10) |
|
Спирт н-амиловый |
28,6 |
1 224 |
— 3,7 |
106 (15) |
|
Спирт н-бутиловый |
2 |
1 324 |
- 4,0 |
— |
|
Спирт метиловый |
20 |
1 122 |
— 3,3 |
43 (5—35) |
|
Спирт н-пропиловый |
25 |
1 195 |
-4,0 |
70 (15) |
|
Спирт этиловый |
20 |
1 177 |
—3,6 |
52 (7—86) |
|
о-Толуидин |
22,5 |
1 669 |
— |
— |
|
Толуол |
25 |
1 300 |
-4,3 |
90 (6—10) |
|
Углерод четыреххлористый |
25 |
930 |
-3,0 |
570 (6—10) |
|
Формальдегид (формалин) |
25 |
1 587 |
-1,0 |
— |
|
Формамид |
25 |
1610 |
-2,3 |
57 (10) |
|
Хлорбензол |
25 |
1 302 |
-4,4 |
170 (6—31) |
|
Хлороформ |
25 |
995 |
-3,6 |
380 (6-10) |
|
Цезий |
130 |
967 |
— |
— |
|
Циклогексан |
20 |
1 278 |
-4,9 |
330 (8,5) |
|
Цинк |
480 |
2 790 |
— |
— |
|
Этил бромистый |
10 |
932 |
-3,4 |
62 (15) |
|
Этил йодистый |
2 |
923,5 |
— |
40 (15) |
|
Этилацетат |
25 |
1 145 |
— |
110 (10) |
|
Этилен бромистый |
24 |
1014 |
— |
— |
|
Этилен хлористый |
23 |
1 240 |
— |
— |
|
Этиленгликоль |
28 |
1 670 |
-2,2 |
128 (5—35) |
|
Эфир изо-амиловый |
26 |
1 153 |
— |
|
|
Эфир этиловый |
25 |
985 |
-4,7 |
140 (10) |
