Diskussion:Schallgeschwindigkeit

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CELERITAS bedeutet NICHT Geschwindigkeit (lat. velocitas) sondern SCHNELLIGKEIT (vgl zugehörigen Wikipedia Artikel für ceritas). Das Formelzeichen c wir hier aus dem Grund verwendet weil das Formelzeichen v bereits für die Schallschnelle reserviert ist! Man müsste einmal die gesamten Formelzeichen in der Physik und in der Elektrotechnik neu sortieren, sodass man nicht vier verschiedene Zeichen für ein und das selbe erlernen muss!

Gymnasiast habe eine frage: in diesem artikel steht dass die Schallgeschwindigkeit = c ???? ich habe immer gemeint dass die lichtgeschwindigkeit gleich c ist (und nicht die schallgeschwindigkeit). wenn ich einen Unsinn behaupte wäre ich trotzdem sehr dankbar wenn man mir eine bestätigung geben würde. nochmals kompliment!! mit freundlichen Grüssen Fritz R.

Hallo Fritz, es gibt mehr physikalische Größen als Buchstaben zur Verfügung stehen, auch wenn man Groß- und Kleinbuchstaben sowie das griechische Alphabet hinzunimmt. Daher gibt es verschiedene physiklische Größen, die denselben Buchstaben abbekommen haben. Das c kommt vom lateinischen "celeritas" - Geschwindigkeit und wird daher für die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle verwendet,

Inhaltsverzeichnis

1 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern
2 Tonhöhe (Frequenz) in Festkörpern/Flüssigkeiten/Gasen
3 Isotherme/Adiabatische Schallgeschwindigkeit
4 Druckabhängigkeit
5 Rechenfehler?
6 Höchste Schallgeschwindigkeit
7 Schallgeschwindigkeit in idealen Gasen
8 Dispersion
9 Blitz, Donner

[Bearbeiten] Schallgeschwindigkeit in Festkörpern

Da für Festkörper verschiedene Schallgeschwindigkeiten definiert sind, muß die Tabelle überarbeitet und validiert werden. Auf welche Festkörpergeometrien und Schwingungsarten sollen wir uns beschränken bzw. liegen in der Literatur überhaupt (Mess-)Werte vor? Wer kann hier weiter helfen?--Thomas 15:14, 16. Jun 2005 (CEST)

Hallo, wenn du die Longitudinal und Transversalwellen in der Tabelle meinst, so bleiben sie als absolute Grundlage natürlich beide drin. Was soll die Frage??? Natürlich liegen für beide Wellenarten ermittelte Messwerte vor, von der Literatur ganz zu schweigen. Im übrigen gibt es noch Plattenwellen und Oberflächenwellen, die genau so physikalisch vorhanden sind. Benutzer:pu8807

Gerade hat jemand einen Wert in der Schallgeschwindigkeitstabelle geändert und ich musste feststellen, dass es sich nicht um ein Wert für die longitudinale Schallgeschw. handelt, sondern offenbar um einen Wert für einen dünnen Stab, siehe auch http://en.wikipedia.org/wiki/Speeds_of_sound_of_the_elements_(data_page). Bei Messung in dünnem Stab ergibt sich ein Wert, der zwischen longit. und transvers. Schallgeschwindigkeit liegt. Leider folgen Schallgeschwindigkeitsangaben sowohl in der Tabelle als auch in der Literatur nicht einer einheitlichen Konvention. Der Artikel müsste dahin gehend verbessert werden, dass der Zusammenhang zwischen longitudinaler, transversaler und extensionaler Schallgeschwindigkeit besser erklärt wird. Vermutlich muss man auch alle Werte in der Tabelle auf Richtigkeit überprüfen. Eine dritte Spalte extensionale "Schallgeschwindigkeit" (oder "gemessen für dünnen Stab") wäre vielleicht auch hilfreich. Plutokrat 12:20, 18. Nov. 2006 (CET)

Wenn man dann auch noch bedenkt, dass sich z.B. in einem Metallstab auch noch Torsionswellen ausbreiten können, die zudem noch - im Gegensatz von z.B. Biegewellen - keine Frequenzabhängigkeit aufweisen, wird die Sache über eine Tabelle überhaupt nicht mehr darstellbar. --Martin Helfer 17:48, 18. Nov. 2006 (CET)

Hallo Leute Ich möchte zum Thema meinen Senf auch noch abgeben. Also... Ich bin ja nur Ultraschaller und kein Physiker aber wir sollten doch alles etwas relativieren. Ob die Schallgeschwindigkeit in einem Medium 5800m/s oder 5812m/s beträgt ist doch wohl für eine Standardtabelle hier in Wiki nicht von Relevanz. Wer genau arbeitet misst die Schallgeschw. sowieso am vorliegenden Medium, also sollten wir diese Werte nur als Richtwerte betrachten und das -besser wissen- sein lassen. Denkt bitte dran es sind nur Richtwerte. Wer in dieser Tabelle mit Plattenwellen oder Torsionswellen hantieren will, ist zwar der Held, Er/Sie hilft aber der Sache nicht. Die Frage ist: Wer will’s wissen? Als Ultraschaller arbeite ich nach der Kernkraftwerksprüfung in einem der verantwortungsvollsten Prüfungen, der Raumfahrtprüfung. Das Thema Schallgeschwindigkeiten ist ein echter Nebenschauplatz. Das Verhältnis muss gewahrt bleiben, ich wohne nämlich auch nicht 3 Kilometer- 413Meter- 69 Zentimeter und 51 Millimeter von meinem besten Freund weg. Ich habe das sehr starke Gefühl das viele hier ganz tolle Werte eintragen, weil Sie sie irgendwo abgeschrieben haben, aber die wenigsten kennen die Auswirkung ihrer tollen Zahlen. Ich erkläre es Euch gerne wenn ihr viel Zeit mitbringt. Also kommt bitte wieder runter und macht Euch das Leben nicht schwerer als es ist. Danke.

Benutzer:pu8807

[Bearbeiten] Tonhöhe (Frequenz) in Festkörpern/Flüssigkeiten/Gasen

Moin, gibt es auch Informationen zur Tonhöhe (Frequenz), die in verschiedenen Medien bei Anregung entsteht? Und hängt das u.U. mit der hier genannten Schallgeschwindikgeit zusammen? -84.191.250.216 08:12, 29. Apr 2006 (CEST)

[Bearbeiten] Isotherme/Adiabatische Schallgeschwindigkeit

Interessant wäre für diesen Artikel eine Definition der adiabatischen und der isothermen Schallgeschwindigkeit.

[Bearbeiten] Druckabhängigkeit

Meiner Meinung nach ist in dem Artikel ein Widerspruch. Zuerst heisst es, die Schallgeschwindigkeit in idealen Gasen wäre druckabhängig, spater heisst es, sie wäre nicht druckabhängig. Weiss jemand genau bescheid? -- 141.28.164.141 (nachträglich signiert --Thomas 13:04, 30. Mai 2006 (CEST))

Die Schallgeschwindigkeit ist c=SQR(kappa*Druck/Dichte). Dar der Quotient Druck/Dichte für ein ideales Gas eine Konstante (Druck/Dichte=R*T) ist, ist c letztendlich unabhängig von Druck und Dichte. Die Effekte heben sich auf. -- Thomas 13:04, 30. Mai 2006 (CEST)

Dem kann ich nur zustimmen! Leider nehmen es die weblinks mit der Physik nicht ganz so genau. Für Tontechniker mag es ja stimmen, dass es keinen Zusammenhang zwischen Luftdruck und Schallgeschwindigkeit gibt, aber physikalisch betrachtet ist gibt es diesen zusammenhang schon.Luft ist halt kein ideales Gas!

[Bearbeiten] Rechenfehler?

oben steht 343m/s (1225km/h)

es müssten aber 343*3,6=1235km/h sein. Das müsste gendert werde. ist wohl aber nur ein tippfehler....

[Bearbeiten] Höchste Schallgeschwindigkeit

Die höchste Schallgeschwindigkeit tritt nicht in Beryllium, sondern in Diamant auf. Der Wert beträgt ca. 18.000 m/s.

Quellen:

http://www.cvd-diamond.com/tfdiprth/frames_d.htm (Fraunhofer IAF),

http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff

Auch Bor liegt mit 16200 m/s vor Beryllium.

Quelle:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bor

Vielleicht kennt jemand auch Werte für ähnlich harte Materialien wie Borcarbid?

Plutokrat 13:17, 1. Nov. 2006 (CET)

[Bearbeiten] Schallgeschwindigkeit in idealen Gasen

Bei der Formel

Die genauere Schallgeschwindigkeit mit der Wurzelabhängigkeit ist

$c_{\mathrm{Luft}} = 331{,}5 \cdot \sqrt{\vartheta + 273{,}15 \over 273{,}15} = 331{,}5 \cdot \sqrt{ 1 + {\vartheta \over 273{,}15}}$ in m/s, wobei $\vartheta$ direkt die Temperatur in °C ist.

ist zumindest das "="-Zeichen falsch, da es auf der Näherung

$c_{\mathrm{Luft}} \approx \sqrt{1{,}402\cdot\frac{R \cdot T}{0{,}02896\,\mathrm{kg/mol}}} = 20{,}055\sqrt{T} \ \mathrm{\frac{m}{s \cdot \sqrt{K}}}$

beruht. IMHO ist sie so oder so überflüssig, da sie ja mehr oder weniger schon oben steht, man könnte ja auch gleich

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 20{,}055\sqrt{\vartheta + 273{,}15}$ in m/s, wobei $\vartheta$ direkt die Temperatur in °C ist.

nehmen. Was IMHO auch deutlich einfacher wäre. Wo ist denn der Vereinfachungsvorteil, wenn man denn Faktor $\frac{1}{\sqrt{273,15}}$ aus der Wurzel zieht? --fubar 06:29, 4. Dez. 2006 (CET)

Mit dem Gleichheitszeichen gebe ich dir Recht.

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 20{,}055\sqrt{\vartheta + 273{,}15}$

Bei dieser Formel erkennt man nicht, wo diese seltsamen 20,055 herkommen.

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 331{,}5 \cdot \sqrt{\vartheta + 273{,}15 \over 273{,}15} = 331{,}5 \cdot \sqrt{ 1 + {\vartheta \over 273{,}15}}$

Hier sieht man, dass die 331,5 von der 0°C Schallgeschwindigkeit kommen und auch wie die 273,15 richtig in der Formel verarbeitet wird. --Dieter 062:24, 7. Dez. 2006 (CET) (Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von 87.160.224.158 (Diskussion • Beiträge) 02:27, 7. Dez. 2006) --fubar 03:50, 8. Dez. 2006 (CET)

Ich fang einfach wieder vorne an, sonst rutscht das mit den Einrückungen so weit weg. BTW:Du hast in deiner "Signatur" den Artikel Dieter verlinkt, auch die Uhrzeit kommt mir seltsam vor ;-) Die seltsamen 20.055 ergeben sich aus den Konstanten $\sqrt{ \frac{R \cdot \kappa}{M}}$ , die Schallgeschwindigkeit c₀ errechnet sich aus obiger Formel.
Zur "richtigen Verwendung von den 273,15": auf den ersten Blick schaut das eher sehr falsch aus, da normalerweise immer in Kelvin gerechnet werden muss und wenn schon ein $\vartheta$ auftaucht, dann normalerweise in einer Differenz oder mit $\vartheta + 273,15$ und nicht mit $\frac {\vartheta}{273,15}$ dies kommt ja nur durch die mehrfachen Umformungen zustande: $c_{\mathrm{Luft}} \approx 20,055\cdot\sqrt{\vartheta + 273,15}$

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 20,055\cdot\sqrt{(\vartheta + 273,15) \cdot \frac{273,15}{273,15}}$ Erweiterung mit $\cdot1=\tfrac{273,15}{273,15}$

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 20,055\cdot\sqrt{\frac{\vartheta + 273,15}{273,15} \cdot 273,15}$ die $\tfrac{1}{273,15}$ unter den Bruch ziehen, die anderen draussen lassen um die zwei Produkte in der Wurzel aufzuteilen

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 20,055\cdot\sqrt{273,15}\cdot \sqrt{\frac{\vartheta + 273,15}{273,15}}$ Wurzel getrennt, Faktor nach vorne gestellt

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 331,5\cdot \sqrt{\frac{\vartheta}{273,15} + \frac{273,15}{273,15}}$ Faktor vor der Wurzel ausgerechnet, Bruch in der Wurzel in Summe aufgeteilt

$c_{\mathrm{Luft}} \approx 331,5\cdot \sqrt{1+\frac{\vartheta}{273,15}}$

Diese Umformung hat nichts mit der Näherungsformel $c_{\mathrm{Luft}} \approx (331,5 + 0,6 \cdot \vartheta)$ zu tun, oder ergibt sich sogar aus ihr, wie man es in der derzeitigen Formulierung im Artikel vermuten könnte.

Schallgeschwindigkeit, Näherung (331.5+0.6*x) vs. exakteren Gleichung (20.055*sqrt(x+273.15) in m/s; x ist die Temeratur in °C

Die Näherungsformel ergibt sich als erste Näherung mit der Taylorreihe an dem Punkt a mit T₀=237,15 K (0°C):

$f_1(x) = f(a)+ f'(a) \cdot (x-a)$

$f(T) = 20,055 \cdot \sqrt{T}$

$f'(T) = \frac{1}{2} \cdot 20.055 \cdot \frac{1}{\sqrt{T}}$

$f_1(T) = 20,055 \cdot \sqrt{273,15} + \frac{1}{2} \cdot 20.055 \cdot \frac{1}{\sqrt{237,15}} \cdot (T - 237,15)$ Formeln mit a=273,15 eingesetzt

$f_1(T) = 331,5 + 0,6 \cdot (T - 273,15)$ Zahlenwerte ausgerechnet

$f_1(\vartheta) = 331,5 + 0,6 \cdot \vartheta$ von Kelvin auf °C: $T = \vartheta +273,15$ --fubar 03:50, 8. Dez. 2006 (CET)

[Bearbeiten] Dispersion

Wasser ist theoretisch kein dispersives Medium, da, wie im Artikel erläutert, die Schallgeschwindigkeit hier nur vom Kompressionsmodul und der Dichte abhängen, welche wiederum nicht von der Frequenz der Schallwellen abhängen, oder?

[Bearbeiten] Blitz, Donner

Im Artikel steht:

Die Anzahl der Sekunden durch drei geteilt ergibt....

Muss man das nicht "mal" nehmen?? Klingt bisschen unlogisch oder wenn ich bis drei zähle und es anschließend durch drei teile.

Es stimmt schon, was im Artikel steht. Wenn Du bis 3 zählst, dann war der Blitz 3 geteilt durch 3, also 1 km entfernt. --Kai11 16:38, 27. Jan. 2007 (CET)

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