Warum beeinflusst die Temperatur, die Schallgeschwindigkeit bei Gasen?
Hi, ich beschäftige mich seit kurzem mit Schall und wollte fragen wieso die Schallgeschwindigkeit abnimmt bzw zu nimmt wenn die Temperatur sich verändert.
3 Antworten
Weil Schall als Druckschwankungen über Stöße von Gäsmolekülen weitergegeben wird und die Moleküle sich um so schneller bewegen, je wärmer es ist.
Wenn die Temp. zunimmt, passieren 2 Dinge:
der mittlere Abstand zwischen den Molekülen wird größer (Volumenausdehnung) und die Moleküle werden schneller (Temperaturzunahme).
Der zunehmende Abstand verlangsamt die Schallgeschwindigkeit, da es mehr Zeit braucht, um einen Impuls von einem Molekül zum anderen weiterzugeben.
Durch die höhere Geschwindigkeit nimmt die Schallgeschwindigkeit zu, da ein Impuls dadurch schneller zum benachbarten Molekül gelangen kann.
Beide Effekte überlagern sich, sodass in der Summe die Schallgeschwindigkeit steigt, da der Vorteil durch die Geschw.zunahme stärker wiegt, als der Nachteil durch die größeren Abstände. Weil aber nur ein kleiner Rest an "Vorteil" übrigbleibt, steigt die Schallgeschw. insgesamt nur langsam an, selbst bei starken Temperaturerhöhungen.
SIehe https://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit#Klassisches_ideales_Gas , besonders die beien letzten Absätze dieses Abschnitts