Почему голос меняется в гелии?

В гелии (M = 4 г/моль) звук распространяется в 3 раза быстрее, чем в воздухе. Резонансные частоты голосового тракта повышаются — голос становится «писклявым».

Как температура влияет на скорость звука?

Скорость пропорциональна √T. При повышении температуры на 1°C скорость возрастает примерно на 0.6 м/с. Приближённо: v ≈ 331 + 0.6t (t в °C).

Скорость звука в газе

Скорость звука в газе v = √(γRT/M) зависит от температуры и молярной массы. В воздухе при 20°C около 343 м/с.

ПродвинутыйЕГЭВУЗ

Формула

Альтернативные формы:

Обозначения

Символ	Величина	Единица СИ
v	скорость звука Скорость звука в газе	$\frac{м}{с}$
γ	показатель адиабаты Отношение теплоёмкостей γ = Cp/Cv	$—$
R	газовая постоянная Универсальная газовая постоянная	$\frac{Дж}{моль \cdot К}$
T	температура Абсолютная температура	$К$
M	молярная масса Молярная масса газа	$\frac{кг}{моль}$

Калькулятор

Найти:

показатель адиабаты (γ), —

газовая постоянная (R), Дж/(моль·К)

температура (T), К

молярная масса (M), кг/моль

Пояснение

Звук — продольная волна сжатий и разрежений. Скорость звука определяется упругостью и плотностью среды. В газе v = √(γRT/M): зависит от температуры (чем теплее, тем быстрее) и молярной массы (в гелии звук быстрее, чем в воздухе).

Пример расчёта

Звук в воздухе

Найти скорость звука в воздухе при 20°C. M = 29 г/моль, γ = 1.4.

Дано:

T = 293 К

M = 0.029 кг/моль

γ = 1.4 —

R = 8.314 Дж/(моль·К)