Temperaturabhängigkeit von physikalischen Größen - sengpielaudioChecker
 
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Temperaturabhängigkeit von physikalischen Größen
Schallgeschwindigkeit, Dichte und Luft-Kennimpedanz

Temperatur
der Luft vartheta in °C		 Schallgeschwindigkeit
c in m/s 		Zeit pro 1 m
Δ t in ms/m		 Luftdichte
ρ in kg/m3		 Schallkennimpedanz
von Luft Z in Ns/m3
 −25 315,91 3,165 1,4224 449,4
 −20 319,09 3,134 1,3943 444,9
 −15 322,23 3,103 1,3673 440,6
 −10 325,35 3,073 1,3413 436,4
   −5 328,44 3,044 1,3163 432,3
    0 331,50 3,017 1,2920 428,3
  +5 334,53 2,990 1,2690 424,5
+10 337,54 2,963 1,2466 420,8
+15 340,51 2,937 1,2250 417,1
+20 343,46 2,912 1,2041 413,6
+25 346,39 2,888 1,1839 410,0
+30 349,29 2,864 1,1644 406,7
+35 352,17 2,840 1,1455 403,4

Vartheta = Temperatur, c = Schallgeschwindigkeit, ρ = Dichte, Z = Kennwiderstand von Luft

Die Schallgeschwindigkeit in Luft wird durch das Medium Luft bestimmt und ist nicht
von der Amplitude, der Frequenz und der Wellenlänge des Schalls abhängig.
Bei einem idealen Gas ist die Schallgeschwindigkeit nur von der Temperatur abhängig
und unabhängig vom Gasdruck. Diese Abhängigkeit gilt daher auch für Luft, die in guter
Näherung als ideales Gas betrachtet werden kann.

Aha! Merke: Die Schallgeschwindigkeit ändert sich deutlich mit der Temperatur,
             etwas mit der Luftfeuchtigkeit − aber nicht mit unserem Luftdruck.
             Die Angabe "Schalldruck auf Meereshöhe" ist falsch und irreführend.
             Die Temperaturangabe ist dazu jedoch unbedingt notwendig.    

Die Wirkung der Temperatur

Die Luftdichte ρ ist:

ρ = p / R · T in kg/m3

Luftdruck = p, Gaskonstante = R, Temperatur in Kelvin = T

Die individuelle Gaskonstante R für trockene Luft ist:

R = 287,058 J / kg · K

mit Energie Joule (J) = Newton · Meter = N m; T in Kelvin = Temperatur in °C + 273,15.

Atmosphärischer Luftdruck p0 = 101325 Pa = 1013,25 mbar = 1013,25 hPa und R = 287,058 J/kg · K.

Bei T0 = 273,15 K (0 °C) (Normalbedingungen) ist die Luftdichte:

ρ0 = 101325 / (287,058 · 273,15) = 1,2922 kg/m3.

Bei T25 = 298,15 K (25 °C) (Standardbedingungen) ist die Luftdichte:

ρ25 = 101325 / (287,058 · 298,15) = 1,184 kg/m3.

Weiterhin ist üblich T20 = 293,15 K ⇔ 20 °C und dabei ist die Luftdichte ρ = 1,204 kg/m3.

Wie man erkennt, sind diese Größen deutlich temperaturabhängig.

Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist temperaturabhängig:
Schallgeschw
Vartheta ist die Temperatur in °C.

Z0 = ρ0 · c

Google irrt (siehe den folgenden Link)
http://www.google.com/search?q=speed+of+sound
Dieses sagt Google: "Schallgeschwindigkeit auf Meereshöhe = 340.29 m/s".
Das ist eine schlechte Antwort, weil die wichtige Temperaturangabe fehlt,
und der Luftdruck "auf Meereshöhe" wirklich keine Bedeutung hat.

Begründung: Der Luftdruck p und die Dichte ρ der Luft sind bei gleicher
Temperatur zueinander proportional. Das Verhältnis p / ρ ist immer konstant;
auf einem hohen Berg oder selbst auf Meerespiegelhöhe. Vergiss den
Luftdruck, aber achte unbedingt auf die wichtige Temperatur.

Weiter

Adiabatenexponent (Isentropenexponent) κ (kappa) = cp/cV. Allgemein gilt mit hinreichender
Genauigkeit als Formel für die Schallgeschwindigkeit (Fortpflanzungsgeschwindigkeit) von
Luft in m/s in Abhängigkeit von der Temperatur Vartheta (theta) in °C:

 
 Schall in m/s. 
 

Das ergibt zum Beispiel bei Vartheta = 20 °C eine Schallgeschwindigkeit von c = 331 + 0,6 · 20 = 343 m/s.

 
 1 °C Temperaturänderung bedeutet 60 cm/s 
 Änderung der Schallgeschwindigkeit.
 

Berechnen der Schallgeschwindigkeit in Luft und die wichtige Temperatur
Die Schallgeschwindigkeit, die Temperatur ... und nicht der Luftdruck
Berechnen der Schallgeschwindigkeit bei feuchter Luft

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