Schallgeschwindigkeit
Englisch: speed of sound
Formelzeichen: c
Definition
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schall im Raum ausbreitet. Dabei ist die Geschwindigkeit vor allem vom Medium abhängig. Die SI-Einheit ist m/s. In Luft, bei 0°C und einem Druck von einem Bar, liegt sie bei 331,5 m/s.
Hintergrund
Schall breitet sich in Wellen aus, die durch Teilchenbewegung verursacht werden. Dabei regt ein Teilchen seine benachbarten Teilchen zum Schwingen an. In einem komplett luftleeren Raum gibt es daher keinen Schall. Da Teilchenbewegungen mit der Temperatur variieren, ist die Schallgeschwindigkeit temperaturabhängig.
Schallgeschwindigkeiten
Die Schallgeschwindigkeit kann mithilfe folgender Formel berechnet werden:
Damit ergeben sich für Wasser und Luft bei 0°C und einem Druck von einem Bar folgende Werte:
| Medium | Geschwindigkeit m/s |
|---|---|
| Luft | 331,5 |
| Wasser | 1402 |
Die höhere Geschwindigkeit in Wasser erklärt sich dadurch, dass Wasser als Flüssigkeit weitaus schlechter komprimierbar ist, als Luft. Je schlechter komprimierbar ein Stoff ist, desto höher sein Kompressionsmodul K.
Temperaturabhängigkeit
Unter der Annahme, dass der Druck konstant bleibt und sich nur die Temperatur ändert, lässt sich die Temperaturabhängigkeit folgendermaßen ausdrücken:[1]
- vT = vT0 ∙ √T/T0
Quellen
- ↑ Tipler, Paul A. und Mosca, Gene: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, Springer Verlag Heidelberg, 7. Auflage, 2015