Helikiirus (1)

Tööülesanne
Heli lainepikkuse ja kiiruse määramine õhus.
Töövahendid
Heligeneraator, valjuhääldi, mikrofon, ostsilloskoop.
Töö teoreetilised alused
Lainete levimise kiirus:
, kus: v on lainete levimise kiirus, λ on lainepikkus, f on sagedus.
Gaasi isobaarilise ja isokoorilise moolsoojuse suhe:
, kus μ on moolmass (õhu jaoks μ=29*10ˉ³kg/mol),
v on lainete levimise kiirus,
R on universaalne gaasikonstant (R=8,31 J/kmol),
T on absoluutne temperatuur (°K)
χ on gaasi isobaarilise ja isokoorilise moolsoojuse suhe.
Heli kiirus mingil teisel temperatuuril:
,kus v on lainete levimise kiirus,
t on gaasi temperatuur °C.
Tabel
Katse nr.
f , Hz
, cm
In , cm
ΔIn , cm
λ , m
1
5030
19,5
23,3
3,8
0,07
2
23,3
26,8
3,5
3
26,8
30,1
3,5
4
30,1
33,6
3,5
5
33,6
37,2
3,6
6
37,2
40,6
3,4
Temperatuur oli 25,7°C ehk 298,7°K.
Arvutused
Leian heli kiiruse valemiga
; v (m/s).
v=0,07*5030=352 m/s
Leian helikiirus temperatuuril 25,7°C valemiga
==335 m/s
Leian heli kiiruse 0°C juures valemiga (); .
=352m/s
Leian õhu moolsoojuse suhte (χ) valemiga
=1,45
Järeldus
Katse käigus saime, et χ=1,45 ja =335m/s. Tegelikud väärtused käsiraamatus olid, aga χ=1,4 ja =330m/s
Kuna arvutatud χ ja
väärtused on suuremad kui käsiraamatus olevate suurustega, siis v=352m/s temperatuuril 24,7°C on natuke suurem helikiirus.