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Titolo: Velocità sonica

Salve a tutti. Avrei da porre un quesito che forse per voi sembrerà banale, 
ma non avendo io alcuna base di fisica, preferisco affidarmi a gente più 
esperta! Mi è stato chiesto da un'amica cosa si intende con il termine 
"velocità sonica", poichè anche chiedendo a compagni di università, nessuno 
è riuscito a spiegarla cosa sia...ora, ho provato a cercare un attimo su 
internet, è ciò che mi è sembrato di capire è che la velocità sonica 
equivale esattamente alla velocità del suono (1200 km/h)...è corretto? Se 
no, potreste darmi una spiegazione di questo termine? Grazie mille a tutti 
coloro che vorranno rispondermi.
-- 
Due stringhe entrano in un bar. La prima dice al barista: "Barista, dammi 
una birra.u.5n$x5t?*&4ru!2[sACC~ErJ". E la seconda: "Perdoni il mio amico, 
non ha il terminatore NULL"

Mi sembra esatto invece.
Io trovo :
1.188.000 m /h = 1.188 Km/h = 330 m/sec.
Ciao
Mario (
mari...@inwind.it
)
ITC Salvemini
Casalecchio - BO
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

certo
330m/s poi devo considerare la densità dell'aria,
ed altri fattori... 

 
Ciao


Ripley wrote:
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solo la temperatura fa variare la velocita` del suono. Pressione e 
densita` sono ininfluenti.
-- 
Franco
Herz, mein Herz, sei nicht beklommen und ertrage dein Geschick.
(H. Heine)

 ed altri fattori...
No, praticamente solo la temperatura:
c = sqrt(k R T / PM)
k e' l'esponente delle adiabatiche (per l'aria 1,4)
R e' la costante dei gas (8,31 J/mole K)
T la temperatura assoluta
PM il peso molecolare medio (per l'aria circa 0,029 kg/mole)
come vedi l'unica variabile e' la temperatura.
Questo nell'ipotesi, quasi vera, che l'aria sia un gas perfetto.
Saluti
Mino Saccone


Sbagliato; la velocita' del suono dipende anche dalla densita' e dalla
pressione del mezzo.
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La velocita' del suono e' la velocita' con cui si propaga in "mezzo" un'onda
sonora; dipendendo quindi dal "mezzo" nel quale si propaga (mezzo che puo'
essere gassoso, liquido o solido), sara' funzione di pressione, densita' e
temperatura. e siccome queste grandezze per uno stesso mezzo possono variare
anche la velocita' del suono varia; ad esempio: la densita' dell'aria varia
al variare della quota; per cui anche la velocita' del suono nell'aria varia
con la quota. A livello del mare (h=0) si ha a=340 m/s; salendo di quota (ad
esempio h=5000 m; se ricordo bene; non ho con me le tabelle di gasdinamica)
a=280 m/s.
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Sara' meglio che ti ristudi un po' l'argomento.
Anche senza libri, basta un brevissima ricerca su Google
Saluti
Mino Saccone


Ok allora fissata T=298 K, P=1 atm h=0 m (livello del mare), dimmi il valore
della velocita' del suono in aria (gas) ed in acqua (liquido). E dimmi da
cosa dipende.


 Mino Saccone
Ciao.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)


Puoi controllare anche qui: 
http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_speed
Da cui riporto il seguente:
<cit.>
In a Non-Dispersive Medium – Sound speed is independent of frequency,
therefore the speed of energy transport and sound propagation are the same.
Air is a non-dispersive medium.
In a Dispersive Medium – Sound speed is a function of frequency. The spatial
and temporal distribution of a propagating disturbance will continually
change. Each frequency component propagates at each its own phase speed,
while the energy of the disturbance propagates at the group velocity. Water
is an example of a dispersive medium.
In general, the speed of sound c is given by
 c=sqrt(C/rho)
where
C is a coefficient of stiffness
rho is the density
Thus the speed of sound increases with the stiffness of the material, and
decreases with the density.
In a fluid the only non-zero stiffness is to volumetric deformation (a fluid
does not sustain shear forces).
Hence the speed of sound in a fluid is given by
c=sqrt(K/rho)
where
K is the adiabatic bulk modulus
For a gas, K is approximately given by
K=k*p
where
ê is the adiabatic index, sometimes called ã.
p is the pressure.
Thus, for a gas the speed of sound can be calculated using:
c=sqrt(k*p/rho)
 
which using the ideal gas law is identical to:
c=sqrt(krT)
(Newton famously used isothermal calculations and omitted the ê from the
numerator.)
In a solid, there is a non-zero stiffness both for volumetric and shear
deformations. Hence, in a solid it is possible to generate sound waves with
different velocities dependent on the deformation mode.
In a solid rod (with thickness much smaller than the wavelength) the speed
of sound is given by:
c=sqrt(E/rho)
where
E is Young's modulus
ñ (rho) is density
Thus in steel the speed of sound is approximately 5100 m/s.
<cit.>
Da questa si vede quanto che quanto ho detto e' corretto.


Questo e' il mio ultimo post su questo argomento perche' sta scivolando in
un dialogo tra sordi.
La domanda era la velocita' del suono nell'aria. Ripley rispose che era 330
m/s ma che dipendeva dalla densita' dell'aria e da altri fattori.
Io l'ho corretto dicendo che la densita' non c'entrava, ma solo la
temperatura, come ribadito da Franco e come dimostra l'equazione da te
stesso citata e presa da wikipedia:
c=sqrt(krT)
praticamente identica a quella citata da me.
Nella mia si usa R/PM (R costante dei gas, PM peso molecolare medio),
Wikipedia usa il rapporto tra due gia' calcolato per l'aria.
Sulla stessa pagina di wikipedia si cita una formuletta pratica approssimata
(linearizzata):
Cair = 331,5 + 0,6 theta
con theta temperatura celsius e Cair in m/s dove ancora si mostra
l'esclusiva dipendenza dalla temperatura.
Se questo ancora non ti basta, io non ho piu' nulla da ribattere
Saluti
Mino Saccone

 Questo nell'ipotesi, quasi vera, che l'aria sia un gas perfetto.
Il k dell'adiabatica pero' si spiega solo con l'ipotesi di flusso
isoentropico
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 ad esempio se si va in acqua, le cose cambiano.
Appunto; la dipendenza della velocita' del suono dalla sola temperatura e'
valida solo nel caso di gas ideali.


 valida solo nel caso di gas ideali.
Infatti, ma era questo il caso in esame. Saccone lo aveva notato chiaramente
nel suo primo intervento.


 densita' diversa (ad esempio aria e acqua); 
Avevo capito che si riferisse all'aria.
Visto che dici che la velocita` del suono in aria cambia con la quota, 
qual e` il parametro dipendente dalla quota che la fa variare? A 298K di 
temperatura e a 50000 Pa di pressione, qual e` la velocita` del suono?
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)


Ciao.
dan.



Probabilmente sono poco chiaro: rileggi: posto h=0 (slm); posto p=1 atm;
prendi 2 tubi; in uno ci metti aria; nell'altro ci metti acqua: unico
parametro diverso: densita'. Adesso calcola la velocita' del suono.


 valida solo nel caso di gas ideali.
Premesso che questa approssimazione e' molto valida nel caso
di aria asciutta e' in effetti intuitivo che la dimensione finita delle
molecole possa avere un ruolo nell'aumentare la velocita' sonica
(aggettivo che il dizionario italiano traduce con: relativa al suono)
basta pensare alla velocita' con cui le spinte si propagano nella
folla. Sembra meno intuitivo ma e' cosi', che la velocita' sonora in
gas rarefatto non dipenda dal cammino libero medio delle molecole.
Carattere che ha un ruolo nella conduzione del calore e nella parte
immaginaria della velocita' del suono.


 Probabilmente sono poco chiaro: 
Sei stato chiarissimo, la mia assunzione sulla domanda era che si 
riferisse all'aria.
QUello che invece non hai fatto e` stato rispondere alla mia domanda: 
nell'aria a condizioni di temperatura e pressioni indicate sopra 298K, 
50000 Pa), qual e` la velocita` del suono?
Andando a 5000m di quota, qual e` il parametro dipendente dalla quota 
che fa variare la velocita` del suono?



Neanche io, se non dirti che prima di suggerire ad altri di ristudiare
l'argomento, dovresti prima rivedertelo.
ciao


d...@asdf.itr (dan) wrote in
news:217Z148Z98Z8Y1...@usenet.libero.it
: 
[CUT]
Wow...davvero sono stato io a far creare questo thread gigantesco???? :-) 
Menomale che non studio fisica, non ho capito nulla dei vostri discorsi! :-
) Viva l'informatica!!!!
Comunque ancora grazie della risposta! La domanda che mi era stata posta si 
riferiva "alla velocità di risalita del magma, che può essere paragonata 
alla velocità sonica", o almeno così mi è stato detto!



Qui ti potrei facilmente rispondere che sono P,rho e/o T. Per facilitare
pero' il discorso si fa l' ipotesi di atmosfera standard. E, rimanendo al
caso della troposfera, che la temperatura vari linearmente con la quota.
Alla fine si riapplica la legge dei gas perfettie ti ritrovi che varia solo
con T. Ma queste appunto sono ipotesi semplificative che va bene alle
piccole velocita' ed in casi particolari.
Quindi tornando alla domanda di carattere generale (cosa e' la velocita' del
suono):
E' la velocita' con cui si propaga un onda in un mezzo.
Da questa ne deriva: da cosa dipende la velocita' di propagazione: dalle
caratteristiche fisiche del mezzo (temperatura, densita', pressione,
isotropia, etc). nei gas perfetti la dipendenza si riduce, con buona
approssimazione, alla sola T.


 piccole velocita' ed in casi particolari.
Cosa vuol dire piccole velocita`? Caso particolare penso voglia dire gas 
perfetto. Quanto si scosta l'aria da un gas perfetto?



Si scosta tanto piu' quanto e' maggiore la velocita' del mezzo (in questo
caso l'aria); quando M>>1 (M e' il numero di Mach) l'approssimazione di gas
perfetto non si puo piu' fare.


 l'approssimazione di gas perfetto non si puo piu' fare.
A me risulta che l'appross. che si puo' fare per M << 1 e non nel caso
opposto e' di trattare l'aria come incomprimibile.
Il gas perfetto non c'entra niente.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Quando si e' in regime supersonico (e ancor di piu' in regime ipersonico),
non si puo' piu' fare l'ipotesi di gas ideale per l'aria; basti pensare ai
fenomeni dissociazione chimica e/o ionizzazione che intervengono.
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 fenomeni dissociazione chimica e/o ionizzazione che intervengono.
Occorre distinguere. A Mach 1 l'approssimazione di gas perfetto non
e' valida se sul fronte d'onda della caustica di bang se la densita' eccede
il limite di validita' della approssimazione di gas perfetto. A numeri di
Mach
molto piu' alto la denominazione ipersonico significa esattamente che la
temperatura locale e gli altri parametri sull'onda di shock sono alti a
sufficienza
da dare avvio a processi elettrochimici.
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