Gleichung für Schallgeschwindigkeit bei extremen Temperaturen und Drücken?

Die Schallgeschwindigkeit in einem Gas kann durch die folgende Formel angegeben werden:

C = ( k R T ) 1 / 2 ,

Wo k ist das spezifische Wärmeverhältnis, R ist die Gaskonstante und T ist die Temperatur.

  1. Wo sind die Grenzen dieser Formel? Zum Beispiel bei sehr kalten und sehr heißen Temperaturen?

  2. Würde diese Formel für Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt modifiziert werden?

  3. Ebenso, was ist die Wirkung von sehr hohem Druck und sehr niedrigem Druck?

Bitte erwägen Sie, aussagekräftige Fragetitel mit angemessener Interpunktion, Grammatik und Formatierung zu schreiben. Siehe diesen Meta-Beitrag: Wie schreiben wir gute Fragetitel? . Ich habe es hier bearbeitet.

Antworten (1)

Der Ausdruck für die Schallgeschwindigkeit ist eigentlich:

C = ( P ρ ) T

Was immer stimmt. Die von Ihnen aufgeführte Vereinfachung geht von einem idealen Gas aus. Die Grenzen dieses Ausdrucks sind also die gleichen wie bei einem idealen Gas – Moleküle interagieren nur durch Kollisionen (keine langreichweitigen Kräfte) und die Moleküle haben kein Volumen.

Wenn Sie diese Annahmen beispielsweise bei hohem Druck oder hoher Temperatur oder in Materialien mit langreichweitigen Kräften verletzen, funktioniert Ihr Ausdruck nicht. Und die Zustandsgleichung auch nicht. Aber sobald Sie die passende Zustandsgleichung ausgewählt haben, wird der Ausdruck, den ich gegeben habe, immer wahr sein.