Как высота влияет на скорость звука?

Однажды я прочитал, что скорость звука уменьшается с увеличением высоты. Интересно, правда ли это, и если да, то волны давления, возникающие на большой высоте, меньше, чем на малой, из-за разницы в атмосферном давлении? И, наконец, означает ли это, что более низкие скорости на больших высотах будут подвержены проблемам, возникающим при приближении к скорости Маха?

См. график из статьи в Википедии .

Ответы (1)

Я когда-то читал, что скорость Маха уменьшается с увеличением высоты.

Скорость звука зависит исключительно от температуры .

М "=" γ р Т

где γ - отношение удельных теплоемкостей, р - молярная газовая постоянная и Т это температура в Кельвинах. Для атмосферы Земли при температуре 15° по Цельсию

М "=" 1,4 × 287 × 288,15 "=" 340 м / с

Уменьшается ли температура с высотой? Ну не всегда как видно по международной стандартной атмосфере:

ЭТО
(источник: cam.ac.uk )

... волны давления, возникающие на большой высоте, меньше, чем волны на низкой высоте, из-за разницы в атмосферном давлении?

На это нет простого ответа. Вот мнение НАСА:

Высота определяет расстояние, которое проходят ударные волны, прежде чем достичь земли, и это оказывает наиболее существенное влияние на интенсивность. По мере того, как ударный конус становится шире и движется наружу и вниз, его сила уменьшается. Как правило, чем выше самолет, тем большее расстояние должна пройти ударная волна, что снижает интенсивность звукового удара. Из всех факторов, влияющих на звуковой удар, увеличение высоты является наиболее эффективным методом снижения интенсивности звукового удара.

Я немного отредактировал вопрос, чтобы сделать его более кратким, надеюсь, это облегчит ответ ... Кроме того, я немного удивлен, плотность воздуха действительно не имеет ничего общего со скоростью звука?
@JayCarr да, даже НАСА так говорит :) grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/Images/sound.gif
@JayCarr, только если вы используете уравнение газа, чтобы заменить температуру плотностью и давлением: P
@JanHudec Я бы не сказал, что сложно, п "=" р р Т — одно из примитивных уравнений, которые мы используем для моделирования атмосферы.
А влажность? @MikeFoxtrot, если скорость звука зависит также от типа среды, не будет ли разная влажность другой средой?