【問題】有點疑問:聲速在熱空氣中速度比較快?

[B 10]

聲音的傳播速度最主要是受介質的密度影響，因此密度越大，傳播速度越快

故:固體>液體>氣體

那熱空氣的密度不是比冷空氣小嗎?

為什麼聲速在熱空氣中速度比較快?

331+0.6t這個公式又是怎麼來的呢?

煩請矯正錯誤觀念，謝謝(H)

[亞策 10]

我想 在同樣是空氣這個介質的情況下

熱空氣與冷空氣的密度差可能只有10的負三次方以下

對於聲速公式的331+0.6t來說

密度的影響遠小於溫度的影響

所以在熱空氣中聲音的傳遞速度仍然比較快

以上純猜測

另外，聲速公式應該是實驗測量出來的

[市議員有四億元 10]

因該是熱空氣分子移動速度快於冷空氣吧

我也是猜的XD

[乂天穎楓乂 10]

因為331+0.6T是公式 除非你能推翻他 不然她就是對的

[heinsolid 10]

因為331+0.6T是公式 除非你能推翻他 不然她就是對的

這式子事實上經過近似，溫度取高一點就偏差掉了。

http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound

[cyp 10]

就我的所知，其實大部分情形下，同樣的物質且同樣形狀的固體或者都是液體，

溫度愈高，聲速傳遞的速率也會愈快(底下的鋼就是個例外)。

換言之，就是物質處在同樣的相，溫度愈高，聲速的傳遞幾乎都會增加。

而一般我們常說聲速 固體 > 液體 > 氣體 應是指同樣的物質自己跟自己相比而言，

並非不同物質也是如此，舉例來說：不同的物質中的聲速 (1 atm下 )

花崗岩(0°C) 6500 m/s

混凝土(0°C) 3100 m/s

鋼(0°C) 5790 m/s

鋼(20°C) 5200 m/s

鉛(20°C) 1190 m/s

銅(20°C) 3810 m/s

鋁(20°C) 5000 m/s

水銀(0°C) 1450 m/s

血液(0°C) 1570 m/s

水(0°C) 1493 m/s

蒸餾水(20°C) 1486 m/s

海水(20°C) 1519 m/s

氫氣(0°C) 1284 m/s

氫氣(20°C) 1330 m/s

氦氣(0°C) 972 m/s

空氣 ( 乾燥，0°C ) 331 m/s

空氣 ( 乾燥，20°C ) 343 m/s

二氧化碳(0°C) 259 m/s

水蒸氣 ( 134°C ) 494 m/s

其中，氫氣20°C的傳遞速率為1330m/s，而同樣溫度的鉛卻僅有1190m/s，

所以各位不要再以為聲速一定是 固體 > 液體 > 氣體。

通常我都是打比方的解釋這樣的原因，固體與液體間的分子作用力很強，

要傳遞振動時，好像是將一群隊伍，人人用強力彈簧繫住相鄰的彼此，

那麼，只要這群隊伍中有一邊的人在動，很快的振動就會傳遞到另一邊。

但是氣體就不是了，是隊伍成體操隊形散開，彼此之間也不再有彈簧相繫，

於是要造成傳遞移動或振動，就需要有一個人移動而用碰撞的方式

去將振動能量傳遞到鄰近的下一位。那麼移動的速率就是決定傳遞振動

效率的重要關鍵了！

通常分子移動速率與絕對溫度的平方根成正比，所以在以攝氏溫度作近似展開時，

就會得到氣體聲速與攝氏溫度的一次多項式相等的公式。

當然，在固體裡，分子速率變快，也應該讓振動的傳遞效率變好，

不過還有彈簧(作用力或鍵結與分子排列結構)的因素要考慮進來，

所以未必總是由分子速率來主導聲速的快慢。

但是在沒有排列問題的流體(包含液體與氣體)，應該就是以

分子速率(也就是關連到溫度)為主導。

應該注意的是，溫度相同的不同分子，速率可是不一樣的喔！

因為分子的質量不同啊！這可以說明氫氣與鉛的差異吧！

[Smile=*- 10]

我的想法是

空氣是分子

又溫度較高分子容易碰撞且較機率較大 動能會比較高

有點像布朗運動

且聲速也是種波的一種吧

也就是說它要靠介質

大家都知道真空聲速根本沒辦法傳播

也就是說它的介質是空氣

又如果用物理氣體動力論來解釋

大家都知道E=3/2KT 是1個分子平均動能

它適用PV=NRT和PV=2/3NE導出來的

又知道E=1/2M(V平方)

代入可以知道V=根號3KT/M

T越高V就越大

且就是說溫度越高分子的速度越大

空氣是分子

所以可以用這個來解釋吧

(以上 我隨便想的= = 有錯指正)