Wir wissen, dass sich Schall im Wasser schneller ausbreitet als in der Luft. Außerdem ist Wasser dichter als Luft. Schall breitet sich also in einem dichteren Medium schneller aus.
Aber wir wissen, dass Schall sich in wärmerer Luft schneller ausbreitet und wärmere Luft leichter ist als weniger warme Luft.
Wie ist es dann möglich? Erstens breitet sich Schall in einem dichteren Medium schneller aus. Aber dann sehen wir, dass sich Schall in einem leichteren Medium schneller ausbreitet. Ich sehe nicht, wo ich mich irre?
Du sagst:
„Aber wir wissen, dass Schall sich in wärmerer Luft schneller ausbreitet und wärmere Luft leichter ist als weniger warme Luft.“
Es gibt ein Problem mit der hier verwendeten Logik. Wenn die Luftmenge in einem Gehäuse gleich bleibt und wir es erwärmen, wird die Luft nicht leichter. Was passieren wird, ist, dass sich Schall in dieser wärmeren Luft schneller ausbreitet, da seine Moleküle mehr kinetische Energie haben und häufiger kollidieren, wodurch die Schallwelle schneller transportiert wird.
Es stimmt, dass sich Schall in dichterer Luft bei gleicher Temperatur schneller ausbreitet.
Ihre Aussage "...wärmere Luft leichter als weniger warme Luft"
„scheint“ nur wahr zu sein, weil zum Beispiel in einem Heißluftballon der Druck steigt, wenn die Luft erwärmt wird und etwas Luft aus dem Ballonboden herausgedrückt wird, wodurch weniger Luft im Heißluftballon verbleibt und er leichter wird. In ähnlicher Weise steigt in der Atmosphäre Luft, die von Wüstenoberflächen usw. erwärmt wird, auf, weil sie sich lokal ausdehnt und an durchschnittlicher Dichte abnimmt, während kühlere Luft, die dichter ist, nach unten eindringt. Dies alles ist möglich, weil die Atmosphäre so groß ist und lokale Schwankungen normal sind.
Um den Gedanken weiter zu verdeutlichen, ein Luftkörper an Celsius, dh 90% Vakuum, ist leichter als Luft bei atmosphärischem Druck, die beispielsweise heißer ist Celsius.
Wenn alle anderen gleich sind, breitet sich Schall in einem dichteren Medium langsamer aus. Schall breitet sich in Wasser schneller aus als in Luft und in Stahl schneller als in Wasser, da diese Materialien einen höheren Elastizitätsmodul haben.
Theoretisch
Ben51
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