工程力学百科

声速

2023-05-14

英文

speed of sound

简介

又称音速。声波在介质中的传播速度。常以C
表示。计算公式如下

式中ρ为介质密度; K为体积弹性模量; p为压
强; dp、dρ分别为压强和密度的微小变化。对于
液体和固体,K和ρ随介质而异,故在同一介质
中,C基本上为常数。对于气体,K和ρ随压强及
温度的变化很大,按体积弹性模量定义,C的计算
公式如下

式中下标s表示过程是等熵的。对于完全气体的等
熵过程的声速可表示为

式中T为热力学温度; R为普适气体常数; Cp
比热。在流动的气体中,相对于气流而言,微弱扰
动的传播速度也是声速。在温度T不为常数的流
场中,各点声速不同,与某点温度相当的声速称为
该点的 “当地声速”。当气体温度很高或有外部激
励源时,声速公式为

式中Ct为冻结声速; 下标q表示振动能和离解能
等保持原值不变。常见介质中的声速有: 空气
(0℃),C=313.3m/s,水 (15℃),C=1 450m/s,
铁 (20℃),C=6 000m/s。