Comprendre la vitesse du son
La vitesse du son dans un gaz est principalement déterminée par:
* température (t): Des températures plus élevées signifient des molécules à déplacement plus rapide, conduisant à une transmission plus rapide des ondes sonores.
* masse molaire (m): Les molécules plus légères se déplacent plus rapidement, donc les gaz avec des masses molaires plus faibles ont des vitesses sonores plus rapides.
la formule
La vitesse du son (V) dans un gaz idéal est donnée par:
V =√ (γRT / M)
Où:
* γ (gamma) est l'indice adiabatique (rapport des chaleurs spécifiques) - environ 1,4 pour les gaz diatomiques comme l'oxygène et 1,66 pour les gaz monatomiques comme l'hélium.
* R est la constante de gaz idéale.
* T est la température absolue (en Kelvin).
* M est la masse molaire du gaz.
Calcul du rapport
1. Configurez le rapport:
(V_HE / V_O2) =√ [(γ_HE * R * T / M_HE) / (γ_O2 * R * T / M_O2)]
2. Simplifier:
(V_HE / V_O2) =√ [(γ_HE * M_O2) / (γ_O2 * M_HE)]
3. Valeurs de branche:
* γ_HE ≈ 1,66
* γ_O2 ≈ 1.4
* M_he ≈ 4 g / mol
* M_O2 ≈ 32 g / mol
(V_HE / V_O2) =√ [(1,66 * 32) / (1,4 * 4)] ≈ √ (9,43) ≈ 3,07
Résultat:
Le rapport de la vitesse du son dans l'hélium à celui de l'oxygène à la même température et à la même pression est approximativement 3,07 . Cela signifie que le son se déplace environ trois fois plus rapide en hélium que dans l'oxygène.
