Schallgeschwindigkeit vs. Temperatur

marekbypass · Anmeldungsdatum: 27.04.2007 Beiträge: 2

halli hallo,

in gasförmigen medien nimmt die schallgeschwindigkeit bei sinkender
temperatur resp. zunehmender dichte ab, obwohl man, analog zu flüssigen
und festen medien, fälschlicherweise schlussfolgern könnte, dass eine
höhere dichte und damit eine engere stellung der teilchen die
fortpflanzung der schallwellen begünstigt (wie bei wasser, stahl etc.)

geht dieser unterschied auf den adiabatischen charakter des prozesses
bei luft zurück und wenn ja, wie kann man das ganze auf molekularer ebene
erklären?

vielen dank und entschuldigt die blöde frage. bin kein physiker unglücklich

liebe grüße
marek

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

In Flüssigkeiten oder Festkörpern ist die Dichte so groß, dass ein Teilchen sein Nachbarteilchen "von seinem Platz aus" anstoßen kann, wenn es hin und her schwingt. Je dichter die Teilchen dann aufeinandersitzen, umso kräftiger und schneller wird also die Anregung der Welle weitergegeben. Also wächst hier die Schallgeschwindigkeit mit der Dichte.

In Gasen ist dagegen die Dichte der Teilchen so gering, dass ein Teilchen, dass in einer Schallwelle angestoßen wird, erst die Strecke bis zum nächsten Teilchen fliegen muss, bevor es dieses Nachbarteilchen anstoßen kann. Und diese Geschwindigkeit, mit der es zum Nachbarteilchen fliegt, ist im wesentlichen durch die Temperatur des Gases bestimmt: Denn je größer die Temperatur eines Gases ist, umso schneller flitzen die Gasteilchen durch die Gegend. Also wird in Gasen die Schallgeschwindigkeit vor allem durch die Temperatur bestimmt.

In einem idealen Gas hängt die Schallgeschwindigkeit nur von Konstanten und von der Temperatur ab:

siehe zum Beispiel auch

http://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit#Schallgeschwindigkeit_in_idealen_Gasen

marekbypass · Anmeldungsdatum: 27.04.2007 Beiträge: 2

hey, vielen dank!