La velocità con cui il suono viaggia dipende in gran parte dal tipo di materiale.
Ad esempio, le onde sonore viaggiano più velocemente quando attraversano i solidi e hanno la tendenza a viaggiare molto più lentamente quando si muovono attraverso fluidi e gas.
Questa è una panoramica molto ampia in quanto non è solo il tipo di sostanza che fa la differenza per la velocità a cui si muove il suono; anche la densità, il terreno elastico e persino la temperatura possono avere un effetto.
Quindi, quanto velocemente il suono viaggia attraverso diverse sostanze? Diamo un’occhiata!
Aria a 20 gradi Celsius
Aria a 40 gradi Celsius
Solidi
Le tabelle sopra mostrano la velocità del suono in liquidi, gas e materiali solidi dal più lento al più veloce.
Come puoi vedere, c’è un’enorme differenza nella velocità con cui viaggia la velocità a seconda del materiale, da 343 m / s attraverso l’aria a 1.493 m / s attraverso l’acqua fino a 12.000 m / s attraverso il diamante.
Allora, perché il suono viaggia a velocità diverse a seconda della sostanza?
Cos’è Il Suono?
Prima di tutto, dobbiamo capire cosa sia effettivamente il suono per comprendere come si muove.
Il suono è energia cinetica che si muove attraverso le molecole.
Quando le molecole sono più vicine tra loro, il rumore può viaggiare tra di loro facilmente e rapidamente.
Quando le molecole sono più distanti e meno strettamente legate, è più difficile per il suono viaggiare e di conseguenza il suono viaggia più lentamente.
Ecco perché la velocità del suono è molto più veloce nei solidi che nei liquidi e nei gas.
Tuttavia, le proprietà elastiche e la temperatura influiscono anche sulla velocità con cui il suono viaggia.
Fattori Chiave Che Influenzano La Velocità Del Suono
La tabella mostra chiaramente che non è solo se una sostanza è liquida o solida che influisce sulla velocità con cui il suono può attraversarla.
Questi fattori hanno anche un effetto:
Densità
Come accennato in precedenza, la densità di un elemento influenza la velocità con cui il suono può attraversarlo.
È per questo che il rumore può viaggiare più velocemente nei gas più densi. Se diamo uno sguardo all’idrogeno come esempio, è più denso dell’ossigeno e quindi consente al suono di viaggiare più velocemente.
Proprietà Elastiche
Questo fondamentalmente descrive come un materiale mantiene la sua forma quando viene applicata la forza, se il materiale ha proprietà elastiche elevate, può tornare rapidamente alla sua forma normale dopo l’applicazione della pressione.
I materiali con proprietà elastiche più elevate consentono al suono di attraversarli più facilmente rispetto ai materiali con proprietà elastiche inferiori.
È più probabile che i materiali che utilizzano proprietà elastiche inferiori assorbano il suono piuttosto che trasportarlo.
Ad esempio, il piombo ha elevate proprietà elastiche rispetto alla gomma e quindi consente al rumore di viaggiare molto più velocemente.
Ciò dipende dal gruppo di materiale poiché i gas tendono ad agire in modo leggermente diverso quando si tratta di temperatura.
Abbiamo detto che il rumore viaggia più velocemente quando le molecole sono più vicine tra loro, quindi sicuramente questo significa che i gas più freddi consentono di viaggiare più velocemente dei gas più caldi?
Sebbene teoricamente quando la benzina è più fredda avvicina gli atomi, il che dovrebbe rendere più semplice e veloce il viaggio del suono, un aumento della temperatura provoca un aumento delle vibrazioni e questo movimento delle molecole che avviene nei gas più caldi consente effettivamente al suono di viaggiare più rapidamente.
Pertanto, quando la temperatura è elevata nei gas, il rumore è in grado di viaggiare più velocemente.
A -1 gradi Celsius il rumore viaggia a 330,4 m / s, a 21 gradi Celsius il suono viaggia a 343,6 m / se a 45 gradi Celsius il suono viaggia a 358 m / s.
Il suono ha viaggiato più velocemente nell’aria perché la maggiore temperatura ha aumentato le vibrazioni di queste molecole.
Velocità Del Suono In Gas E Liquidi
La velocità del suono che viaggia attraverso gas e liquidi è considerevolmente più lenta della maggior parte dei solidi che abbiamo registrato.
Ciò è dovuto al fatto che le molecole sono molto meno rigide nei liquidi e nei gas, il che provoca un declino delle proprietà elastiche di questi materiali.
Le molecole nei liquidi sono più distanti dai solidi e le molecole nei gas sono più distanti e questo è il motivo per cui il rumore fatica a viaggiare rapidamente attraverso queste sostanze.
Utilizzo Di Materiale Per Interrompere Il Suono
Potresti leggere questo e pensare che il suono non sembra viaggiare così bene attraverso le pareti e le pareti della tua casa, ma ciò è dovuto al fatto che la maggior parte delle volte le onde sonore devono viaggiare attraverso l’aria e poi attraverso il solido materiale, il che significa che una parte del rumore sarà stata eliminata prima che colpisca la porta / il muro.
Una percentuale del suono sarà molto probabilmente riflessa nella stanza anche attraverso l’aria, ma quando prendi in considerazione il suono di qualcuno che bussa a una porta, viaggia bene attraverso la buona sostanza.
Questo è il motivo per cui può essere molto potente insonorizzare un kayak o una gabbia per cani utilizzando materiale che non consente al rumore di viaggiare bene perché il rumore deve viaggiare attraverso l’atmosfera (il che è difficile) e quindi incontrerà un materiale che non può viaggiare bene e il rumore sarà assorbito piuttosto che trasmesso.
Utilizzo Di Gomma Per Fonoassorbenza / Impermeabilizzazione
Come puoi vedere dalla tabella, il suono viaggia a 60 m / s attraverso la gomma.
Questa è la lettura più bassa dell’intera tabella ed è per questo che la gomma è considerata uno dei migliori materiali per l’isolamento acustico.
La gomma assorbirà la maggior parte del rumore invece di trasportarlo, il che significa che meno rumore verrà trasmesso oltre la gomma.
Mentre altri tipi di sostanze non saranno altrettanto efficaci nel ridurre il rumore in quanto consentono al rumore di viaggiare facilmente e rapidamente.
Riepilogo Della Velocità Del Suono
La velocità del suono può variare notevolmente in base al materiale attraverso il quale sta viaggiando.
Questo è il motivo per cui è essenziale saperne di più sui materiali prima di sceglierli per un determinato lavoro, ad esempio isolamento acustico o riduzione del rumore.
Le proprietà generali di gas, liquidi e solidi aiutano a determinare la velocità del suono, ma sono la densità specifica e le proprietà elastiche della sostanza in questione che determinano veramente il rumore che la velocità può viaggiare.
Questo è il motivo per cui vediamo tale variante nella tabella dei solidi.
