超声波中温度与声速的关系式

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/23 16:54:19

超声波的温度和声速的关系与介质有关
一般说来,温度越高,声速越快,实验测量结果表明,超声波在10~35℃的纯净水中的传播速度随着温度的升高而升高。用最小二乘法对实验结果中不同温度下超声波在纯净水中传播的平均速度进行数据拟合,可得此范围内超声波与温度关系的近似解析式为
v=1468+3.68(t-10)-0.0279(t-10)²
超声波概念:超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。
产生:声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的一般上限(20000Hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高,因而具有许多特点:首先是功率大,其能量比一般声波大得多,因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高,波长短,衍射不严重,具有良好的定向性,工业与医学上常用超声波进行超声探测。[1] 超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动模式,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声波频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,1兆Hz=10^6Hz,即每超声波熔接器每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20000HZ 之间。

公式也是有一定的误差的,具体如下
已知超声波速度与温度的关系如下:

式中: r —气体定压热容与定容热容的比值,对空气为1.40,

R —气体普适常量,8.314kg·mol-1·K-1,

M—气体分子量,空气为28.8×10-3kg·mol-1,

T —绝对温度,273K+T℃。

近似公式为:C=C0+0.607×T℃

式中:C0为零度时的声波速度332m/s;

T为实际温度(℃)。
实例:
例如当温度0℃时超声波速度是332m/s,