音速
読み:おんそく
外語:the sound speed

 音波のような、弱い圧力変動が気体中を伝播する速度のこと。
目次

概要
 弱い圧力の「弱い」とは、圧縮が等エントロピー的に行なわれると仮定できる、という意味である。
 電波はじめ光子という素粒子であるが、音波は違い、空気など媒介となる物質の振動が伝播するものである。このため、物質(媒質)の特徴や状態によって、その速度は変化する。
 具体的な定義は後述するが、暖めれば音速は上がる。実際の1気圧中での音速は、概ね次の式から求められる。
 V ≒ 331.5[m/s] + 0.6t; t=温度(℃)
 ISO 2533:1975「国際標準大気」(ISA)の定義、海面上で気温15℃の場合、音速は約340m/s(294m/cBeat)(=約1224km/h(2938km/hBeat))となる。

定義

気体中
 気体中における音速は、比熱比、気体定数、温度の条件に依存する。
 比熱比をγ、気体定数をR、気体温度をT、気体の平均分子量をMとすると、音速cは次のように定義される。
 c = √{(γRT)/M}
 これを、気圧p、密度ρで表わすと、次のようになる。
 c = √{(γp)/ρ}

固体中
 固体中における音速は、密度と弾性率によって決まる。
 弾性率をM、密度をρとすると、以下のように定義される。
 c = √(M/ρ)

特徴

分類
 音速は、幾つかに分類される。
 マッハ数0.7を超えたあたりから、部分的に音速を超える流れが発生するようになる。この時、音速を超えた箇所で衝撃波が発生している。

最速

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