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Wolle Captain
Anmeldungsdatum: 09.11.2004 Beiträge: 199
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Verfasst am: Di Feb 08, 2005 10:10 pm Titel: Wovon ist die Schallgeschwindigkeit abhängig? |
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Ja, der Titel ist programm
Wovon hängt die Schallgeschwindigkeit ab? |
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jonas Goldmember
Anmeldungsdatum: 03.02.2003 Beiträge: 2317 Wohnort: Paradise City |
Verfasst am: Di Feb 08, 2005 10:42 pm Titel: |
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Hi Wolle!
Die Schallgeschwindigkeit c ist allein von der Temperatur der Luft abhängig und nicht vom Luftdruck!
(Die Luftfeuchtigkeit hat noch vernachlässigbare Auswirkungen auf die Schallgeschwindigkeit.)
Der Luftdruck und die Luftdichte sind bei gleicher Temperatur zueinander proportional.
Es gilt immer p / ρ = konstant. rho ist die Dichte ρ und p ist der Schalldruck.
Die Schallgeschwindigkeit ist auf einer Bergspitze sowie auf Meereshöhe bei gleicher Lufttemperatur gleich.
Hoffe, geholfen zu haben!
Gruß, jonas |
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vogelmann Captain
Anmeldungsdatum: 20.03.2003 Beiträge: 2165 Wohnort: HH |
Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 12:34 am Titel: |
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Jonas hat folgendes geschrieben: | Die Schallgeschwindigkeit c ist allein von der Temperatur der Luft abhängig und nicht vom Luftdruck! |
Hamse schön aufgesagt. Aber ich muss mal dazu klugscheißen, weil das genau mein Fachgebiet ist... u.a.
Die Schallgeschwindigkeit hängt -genau gesagt- von der Wurzel der absoluten Temperatur (wie wir wissen, in Kelvin) ab.
Natürlich spielt die Zusammensetzung des Mediums noch eine Rolle, denn wie wir alle wissen ist der Schall in Helium bzw. CO2 schneller als in normaler Luft und in SF6 wesentlich langsamer
Jonas hat folgendes geschrieben: | ie Schallgeschwindigkeit c ist allein von der Temperatur der Luft abhängig und nicht vom Luftdruck! |
Jonas hat folgendes geschrieben: | Der Luftdruck und die Luftdichte sind bei gleicher Temperatur zueinander proportional. |
Das erklärt dann auch, warum man die Klingel im Vakuum nicht hört...(naja mehr oder weniger) _________________ BU+FQ ja, Pilot nein! |
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Wolle Captain
Anmeldungsdatum: 09.11.2004 Beiträge: 199
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 2:50 pm Titel: |
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Hi,
danke für die Antworten.
Soll das heissen das dei Schallgeschwindigkeit absolut unabhängig von der Luftdichte ist??
Hab da nämlich was anderes gehört |
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Indiana_j Captain
Anmeldungsdatum: 25.05.2003 Beiträge: 136
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 3:14 pm Titel: |
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Da hast Du richtig gehört. Der Luftdruck und die Schallgeschwindigkeit sind nicht völlig unabhängig voneinander. Da die Auswirkungen eines veränderten Luftdruck auf die Schallgeschwindigkeit aber minmal sind, kann er vernachlässigt werden (jedenfalls im Bereich der atmosphärischen Luftdruck-Schwankungen der Erde.)
Mit steigendem Luftdruck, sinkt die Schallgeschwindigkeit, sie verhalten sich also umgekehrt proportional zueinander. Warum das so ist kann man sich leicht vorstellen:
Die Schallgeschwindigkeit in Wasser ist, wir erinnern uns, geringer als in Luft, da die "dichtere Packung" des flüssigen Aggregatzustandes den Schallwellen einen höheren "Widerstand" entgegensetzen als der gasförmige Aggregatzustand der Luft (unter Normalbedingeungen). Ebenso geht mit einem höheren Luftdruck auch eine dichtere Packung des Mediums einher. Die Luft ist bei höherem Luftdruck also dichter gepackt, setzt den Schallwellen also einen höheren "Widerstand" entgegen.
Bsp.
Bei einem Luftdruck von 95kPa, einer rel. Feuchtigkeit von 50% und einer Temperatur von 20°C beträgt die Schallgeschwindigkeit v=344.03m/s
Bei einem Luftdruck von 104kPa, einer rel. Feuchtigkeit von 50% und einer Temperatur von 20°C beträgt die Schallgeschwindigkeit v=343.98m/s _________________ Life is too important to be taken seriously. (Oscar Wilde) |
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Wolle Captain
Anmeldungsdatum: 09.11.2004 Beiträge: 199
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 4:23 pm Titel: |
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Achso Ok, guter Vergleich mit Wasser+Luft
Als bezgülich Dichte lässt sich sagen
je größer Dichte (also auch Druck), desto geringer ist die Schallgeschwindigkeit (und umgekehrt)
wie ist es bei der Temperatur.
Je höher die Temperatur, desto
geringer müsste doch auch die Schallgeschwindigkeit sein
(wenn man mal von der Atmopshäre ausgeht in der die Luft ja je wärmer sie ist auch desto dichter ist)
richtisch ? |
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Indiana_j Captain
Anmeldungsdatum: 25.05.2003 Beiträge: 136
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 5:03 pm Titel: |
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Nee, die Schallgeschwindigkeit steigt mit der Temperatur... _________________ Life is too important to be taken seriously. (Oscar Wilde) |
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Wolle Captain
Anmeldungsdatum: 09.11.2004 Beiträge: 199
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 5:13 pm Titel: |
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Aha.
und dadurch gleicht sich das alles so ein wenig aus.
richtig ? |
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Indiana_j Captain
Anmeldungsdatum: 25.05.2003 Beiträge: 136
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 6:15 pm Titel: |
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Nicht wirklich, die Temperatur hat einen viel stärkeren Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit. Der Einfluss des Druckes ist vernachlässigbar klein (siehe oben).
Beispiele
Temperatur 20°C, rel. Feuchtigkeit 50%, Luftdruck 101,3kPa => v=343.99m/s
Temperatur 29°C, rel. Feuchtigkeit 50%, Luftdruck 101,3kPa => v=349.67m/s
Der Unterschied der Schallgeschwindigkeit bei einer Temperaturschwankung von 9°C beträgt also etwa 5,5m/s
Im Gegensatz entspricht die Schwankung des Luftdruckes von 9kPa:
Zitat: |
Bsp.
Bei einem Luftdruck von 95kPa, einer rel. Feuchtigkeit von 50% und einer Temperatur von 20°C beträgt die Schallgeschwindigkeit v=344.03m/s
Bei einem Luftdruck von 104kPa, einer rel. Feuchtigkeit von 50% und einer Temperatur von 20°C beträgt die Schallgeschwindigkeit v=343.98m/s |
nur einer Schallgeschwindigkeitsänderung von etwa 0,05m/s!
Gruß,
indy _________________ Life is too important to be taken seriously. (Oscar Wilde) |
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Spacefish Captain
Anmeldungsdatum: 20.01.2005 Beiträge: 755 Wohnort: Berlin |
Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 8:18 pm Titel: |
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Indiana_j hat folgendes geschrieben: | Die Schallgeschwindigkeit in Wasser ist, wir erinnern uns, geringer als in Luft, da die "dichtere Packung" des flüssigen Aggregatzustandes den Schallwellen einen höheren "Widerstand" entgegensetzen als der gasförmige Aggregatzustand der Luft (unter Normalbedingeungen). |
Sorry, aber das ist völliger Unsinn.
Die Schallgeschwindigkeit ist im Wasser mehr als 4 mal so groß wie in Luft. Und der Grund dafür ist genau diese "dichte Packung", die Du erwähnt hast. Der Schall - wir erinnern uns - braucht ein Medium um sich auszubreiten. Und je dichter das Medium, desto schneller kann der Impuls an das nächste Atom/Molekül/was auch immer übertragen werden.
Daher lautet die Regel eher, je größer die Dichte, desto größer auch die Schallgeschwindigkeit. ABER: Auch die Elastizität des Stoffes spielt eine große Rolle, je größer die ist, desto kleiner die Schallgeschwindigkeit.
Siehe GUmmi mit nur 40 m/s gegenüber Aluminium mit 5100 m/s. Blei dagegen, das eine viel größere Dichte als Aluminium hat, hat auf Grund seiner Verformbarkeit nur eine Schallgeschwindigkeit von 1300 m/s.
Generell lassen sich also solche Aussagen wie "größere Dichte gleich größere bzw. kleinere Schallgeschwindigkeit" nicht treffen, da sich jeder Stoff abhängig von verschiedenen Faktoren unterschiedliche zur Schallleitung eignet.
Von daher müssen uns die Aussagen "mit zunehmender Temperatur steigt auch die Schallgeschwindigkeit in Luft" und "mit zunehmendem Druck sinkt die Schallgeschwindigkeit in Luft minimal" genügen, wobei ich mich hierbei darauf verlasse, dass Indiana_J diese Informationen richtig zusammengetragen hat. |
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Wolle Captain
Anmeldungsdatum: 09.11.2004 Beiträge: 199
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Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 9:06 pm Titel: |
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Alles klar, das habe ich jetzt endlich gecheckt. wäre auch schlimm wenn nicht.
Vielen Dank für eure Bemühungen.... |
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jonas Goldmember
Anmeldungsdatum: 03.02.2003 Beiträge: 2317 Wohnort: Paradise City |
Verfasst am: Mi Feb 09, 2005 9:25 pm Titel: |
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Spacefish hat folgendes geschrieben: |
Sorry, aber das ist völliger Unsinn.
Die Schallgeschwindigkeit ist im Wasser mehr als 4 mal so groß wie in Luft. Und der Grund dafür ist genau diese "dichte Packung", die Du erwähnt hast. Der Schall - wir erinnern uns - braucht ein Medium um sich auszubreiten. Und je dichter das Medium, desto schneller kann der Impuls an das nächste Atom/Molekül/was auch immer übertragen werden.
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Das ist ja auch bestimmt der Grund, warum Wale im Meer so gut über große Distanzen kommunizieren können! Ich hab´ neulich zwei beim Wandern in den Bergen getroffen, da klappte das mit der Kommunikation nicht so gut.....mmuuuuuuaaahhhaaaahhhaaaa Oh Mann, war der flach... |
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