17.5
Wenn eine Schallwelle eine Gassäule durchdringt, wird keine Wärme zwischen der Welle und den gasförmigen Bestandteilen ausgetauscht.
Mit Hilfe der Kontinuitätsgleichung der Strömungsmechanik, des zweiten Newtonschen Bewegungsgesetzes, der Definition der Dichte und der Gleichungen aus der Thermodynamik kann die Schallgeschwindigkeit in einem Gas abgeleitet werden. Das hängt von der Zusammensetzung des Gases und seiner Temperatur ab.
Die Schallgeschwindigkeit durch ein beliebiges Gas kann numerisch geschätzt werden, indem seine bekannten Eigenschaften in der Gleichung für die Größen eingesetzt werden.
Bei einer Temperatur von 0° C beträgt die Schallgeschwindigkeit in der Luft 331 Meter pro Sekunde. Bei gleicher Temperatur sind es 259 Meter pro Sekunde in Kohlendioxid und 1254 Meter pro Sekunde in Wasserstoffgas.
Die Schallgeschwindigkeit in der Luft ist unabhängig von der Frequenz der sich ausbreitenden Schallwelle. So erscheint eine Gruppe von Musikern, die Instrumente in unterschiedlichen Tonhöhen spielen, perfekt synchron.
Die Geschwindigkeit des Schalls in einem gasförmigen Medium hängt von verschiedenen Faktoren ab. Da Gase aus Molekülen bestehen, die frei beweglich si…
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