Eine erstaunliche Eigenschaft realer Gase

Präsentation zum Thema: "Eine erstaunliche Eigenschaft realer Gase"—  Präsentation transkript:

1 Eine erstaunliche Eigenschaft realer Gase
Schallwellen Eine erstaunliche Eigenschaft realer Gase

2 Physik der Schallwellen: Druckwellen Bewegungsgleichung der Druckwelle
Inhalt Physik der Schallwellen: Druckwellen Bewegungsgleichung der Druckwelle Schallschnelle Schallgeschwindigkeit

3 Modell einer Schallwelle
Quelle Empfänger Schallwellen sind Longitudinalwellen

4 Longitudinalwelle, Wellenlänge und Periode
s 2 1,5 0,5 1,0 Zeit ψ0 x 1 10

5 Auslenkung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Teilchen
1 m Auslenkung der Teilchen in einer Schallwelle 1 m/s Erste Ableitung nach der Zeit: Geschwindigkeit 1 m/s2 Zweite Ableitung nach der Zeit: Beschleunigung

6 Die „Schallschnelle“ 1 m/s Geschwindigkeitsamplitude der Teilchen, „Schallschnelle“ Geschwindigkeit der Teilchen, Amplitude ist die Schallschnelle Die Geschwindigkeitsamplitude der Teilchen, die „Schallschnelle“ u0 , enthält das Produkt aus der Amplitude der Auslenkung Ψ0 und der Frequenz f (ω = 2π· f [1/s] )

7 Die Schallgeschwindigkeit
1 m/s Schallgeschwindigkeit 2 1,5 0,5 1,0 Zeit x [m] 1 ψ0 10 Die „Schall“ Geschwindigkeit im Modell ist cS = λ/T = 4/2 m/s = 2 m/s

8 Bewegung der Teilchen und Änderung des Drucks
ψ0 x 1 10

9 Schwingung und Amplitude des Drucks
Pa -0,5 0,5 ψ0 x 1 10 Aus der Schwingung der Teilchen folgt eine Schwingung des Drucks

10 Druckamplitude, Schallschnelle, Dichte und Schallgeschwindigkeit
Pa -0,5 0,5 p0 = u0 · ρ · cs 1 Pa Verknüpfung zwischen der Druckamplitude p0 und der Schall-Schnelle u0 [m/s], Dichte ρ [kg/m3] und Schallgeschwindigkeit cs [m/s]

11 Zusammenfassung Schallwellen sind Druckwellen
Voraussetzung: Wechselwirkung zwischen den Teilchen, realisiert in realen Gase Aus der Bewegungsgleichung der Druckwelle folgt: Amplitude der Auslenkung der Teilchen ψ0 [m] Die Amplitude des Drucks ist proportional zur Frequenz, zur Schallschnelle, der Dichte und der Schallgeschwindigkeit p0 = u0·ρ·cS [Pa] Die Schall Schnelle zeigt die Geschwindigkeit der Auslenkung der Teilchen u0 = ω · ψ0 [m/s]

12 Schallwellen sind Longitudinalwellen
finis Quelle Empfänger Schallwellen sind Longitudinalwellen