音速最快有多快? 音速是多少公里每小时

音速每小时多少公里(最快的音速是多快?)我们常说的声速是每秒340米 。其实这是有条件的 。前提是音速在大气压下15℃的尺度下传播到每秒340米 。如果不满足这两个条件,声速就不是这个值 。
【音速最快有多快? 音速是多少公里每小时】

声速通常被称为音速或声速 。本质上是介质中某种冲击引起的弱压力扰动的传播速度 。声音可以在气体、液体和固体材料中传播,但在真实空中却不能 。此外,它的速度随着介质的性质、密度和温度而变化 。通常在固体中传播速度比在液体中传播速度快,在液体中传播速度比在气体中传播速度快,介质密度更高 。

在空气体中空气体的密度越大,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331.5m/s,但在1万米高空(约0.26个大气压)的情况下,声速约为295 m/s,通常在一个大气压下,温度每升高1摄氏度,声速就增加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,在金属铜和钢中为3750米/秒 。


那么在哪种介质中声音最快呢?最快音速能达到多快?一般认为物质越致密,速度越快 。比如钻石中的速度超过钢铁中的速度,但是之前对于音速到底有多快并没有统一的答案 。然而,在最近发表在《科学进展》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,但其最终速度不会超过每秒36公里 。

这个数字答案是怎么来的?科学家们发明,声音的传播是由于相邻原子和电子之间的电磁相互作用 。空间隙之间越没有联系,越容易传播声音 。因此,分子原子之间更多更紧密的联系也意味着电磁效应传播得更好,时间延迟会更少 。这就是为什么密度更大的红豆博客金属在空空气中传播速度比音速还快 。

研究人员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 。他们的之一步是将材料的体积模量与将其原子结合在一起的能量联系起来,并注意团聚材料的特性 。当他们发明原子的质量是可能的更低质量——氢原子的质量时,音速达到上限,氢处于高温高压金属氢状态时,传播速度最快 。

为了验证推导结果,研究人员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,但理论上仍然低于这种介质中的音速上限,因为理论计算认为其速度应该是36000m/s,是我们常说的空气体中音速的105.8倍,也就是340m/s 。

在正常情况下,氢表现为气体,但在极高的压力下,它会变成金属 。前年,美国科学家在实验室发明了金属氢,这是人类之一次将氢制备成金属 。但据说第二天检查时发现的金属氢又消失了,因为它的压力变了,金属氢液化或升华成了看不见的状态 。然而,科学家们认为,在木星和土星这样的气态巨行星内部,巨大的压力可以将那里的氢转化为金属氢 。