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音速最快有多快(音速是多少公里每小时)

音速(最快的音速)是每小时多少公里

我们常说的声速是每秒340米。其实这是有条件的。它的前提是,在标准大气压下,15℃的温度下,声速是每秒340米。如果不满足这两个条件,声速就不是这个值。

声速通常被称为声速或简称声速。本质上是介质中某种振动引起的弱压力扰动的传播速度。声音可以在气体、液体和固体物质中传播,但不能在真实空中传播,其速度会根据介质的性质、密度、温度而变化。通常在固体中的传播速度比在液体中的传播速度快,在液体中的传播速度比在气体中的传播速度快。

在空气体中,空气体密度越高,空气温度越高,声速越快。比如在海平面0℃(一个大气压)的情况下,声速约为331.5 m/s,然而在10000m空(约0.26 ATM)的高度,声速约为295 m/s,通常在一个ATM下,温度每升高1摄氏度,声速增加0.607 m/s。

科学家还通过测量发现,声速在25℃的纯水中为1497米/秒,在25℃的海水中为1531米/秒,而在冰中为3230米/秒,在木材中为500~2000米/秒,在铜中为3750米/秒,在钢中为3750米/秒。

那么声音在哪种介质中传播速度最快呢?音速最快能达到多快?一般认为在密度越大的物质中速度越快,比如钻石中的速度比钢铁中的速度快,但是对于在音速下的速度有多快,目前还没有统一的答案。然而,在最近发表在《科学进展》杂志上的一篇相关研究论文中,来自伦敦玛丽女王大学、剑桥大学和俄罗斯科学院高压物理研究所的物理学家证实,声音在金属氢中传播最快,但传播的最终速度不会超过每秒36公里。

你是怎么得到这个数字答案的?科学家发现,声音的传播是由于相邻原子和电子之间的电磁相互作用。越是没有空间隙连接,越容易传递声音。因此,分子和原子之间更多更紧密的联系也意味着电磁作用更好的传递和更少的时间延迟,这就是密度更大的金属比空气体速度更快的原因。

研究者根据声音传播速度的基本常数,重构了不同介质中的传播公式。他们的第一步是将材料的体积模量与将它们的原子结合在一起的能量联系起来,并关注凝聚态物质的特征结合能,发现原子的质量是可能的最低质量——氢原子的质量,音速将达到上限,当氢处于高温高压的金属氢状态时,传播速度最快。

为了验证推断结果,研究人员利用密度泛函理论计算了音速通过金属氢的速度,可以高达35000m/s,比其他任何物质都要快,但仍然低于理论上这种介质中的音速上限,因为理论计算表明,它的速度应该是36000m/s,是我们常说的空气体中音速的105.8倍,即340 m/s。

正常情况下,氢是气态,但在极高的压力下会变成金属态。前年,美国科学家在实验室里制造了金属氢。这是人类第一次将氢气制备成金属状态。但据说第二天观测到金属氢就消失了,因为它的压强变了,液化或者升华成了看不见的状态。然而,科学家认为,在木星和土星等气体巨星的内部,巨大的压力可以将那里的氢转化为金属氢。

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