Vận tốc âm thanh là gì? Tốc độ âm thanh là bao nhiêu km/h?

1. Vận tốc âm thanh là gì?

1.1. Lịch sử phát hiện của vận tốc âm thanh:

Tốc độ của âm thanh là một câu hỏi đã xuất hiện từ thời cổ đại. Những người tò mò nhất vào thời điểm đó đã xem xét khả năng âm thanh truyền đi với một tốc độ xác định. Chính nhờ tiếng vang mà câu hỏi này ra đời. Trong những năm qua, nghiên cứu đã nhân lên và tăng cường. Một số nhà nghiên cứu như Newton đã thiết lập nhiều thí nghiệm để cố gắng giải quyết bí ẩn. Mặc dù tất cả các nhà nghiên cứu đều đồng ý rằng tốc độ không phụ thuộc vào bản chất của âm thanh, nhưng tốc độ của nó đã được chứng minh là khó đo lường. Mãi đến năm 2020, các nhà nghiên cứu từ London, Cambridge và Troitsk mới thiết lập được con số chính xác tương ứng với tốc độ lan truyền của sóng âm.

1.2. Khái niệm vận tốc âm thanh:

Âm thanh di chuyển với tốc độ tính bằng kilômét trên giờ, giống như điện và ánh sáng. Khoa học đã muốn xem xét câu hỏi về tốc độ của âm thanh và sau rất nhiều nghiên cứu, khoa học đã tìm ra câu trả lời. Trước hết, tốc độ âm thanh được định nghĩa là tốc độ lan truyền của sóng âm. Nó còn được gọi là “tốc độ âm thanh”. Các nhà nghiên cứu có thể quan sát thấy rằng tốc độ này khác nhau tùy thuộc vào môi trường, áp suất và nhiệt độ. Do đó, nó không phải là hằng số như tốc độ ánh sáng. Kết luận này có thể được thiết lập sau nhiều năm nghiên cứu. Ngày nay, những con số cụ thể đã được chia sẻ và giờ đây chúng ta đã biết âm thanh truyền đi nhanh như thế nào.

Như vậy, có thể hiểu đơn giản vận tốc âm thanh là đơn vị dùng để chỉ tốc độ âm thanh trong không khí, biểu thị quãng đường mà âm thanh truyền qua trong một đơn vị thời gian nhất định. Tùy thuộc vào nhiệt độ, tần số, áp suất trong không khí và tác động khác về vật lý, hóa học trong từng môi trường khác nhau mà vận tốc âm thanh sẽ bị thay đổi. Trong môi trường chân không, không có các phần tử, nguyên tử làm lên vật chất cấu tạo để truyền âm nên vận tốc âm thanh trong môi trường này sẽ bằng 0.

2. Tốc độ âm thanh là bao nhiêu?

2.1. Tốc độ âm thanh phụ thuộc vào môi trường và nhiệt độ:

1.200 km/h: đây là ước tính xuất hiện từ nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu này. Tất nhiên, họ đã tính đến thực tế là âm thanh truyền đi với tốc độ khác nhau tùy thuộc vào môi trường và nhiệt độ. Thật vậy, trời càng lạnh, âm thanh truyền đi càng chậm. Ở độ cao cũng vậy, vì không khí lạnh hơn ở đó. Mặt khác, tốc độ của âm thanh cũng phụ thuộc vào không khí xung quanh. Trên Trái đất, âm thanh truyền qua các hạt nitơ và oxy. Trên sao Hỏa , không khí bao gồm carbon dioxide; trên hành tinh này, âm thanh do đó sẽ chậm hơn nhiều. Đối với không gian, không có hạt, âm thanh không di chuyển ở đó và đó là lý do tại sao nó hoàn toàn im lặng . Bạn có thể hét lên, nhưng thật không may, không ai có thể nghe thấy bạn.

2.2. Số đo được của tốc độ âm thanh:

Tùy vào mỗi môi trường khác nhau mà tốc độ âm thanh cũng có sự chênh lệch, khác biệt. Trong điều kiện môi trường không khí có nhiệt độ 20 độ C tức khoảng 68 độ F với áp suất tiêu chuẩn, số liệu sai số được làm tròn đến chữ số thập phân thứ 3 thì tốc độ âm thanh sẽ là 1234,8 km/h và là 343 m/s.

Trong các môi trường khác, tốc độ âm thanh đo được là:

–        Trong môi trường chất lỏng là nước, tốc độ âm thanh đo được là 1500 m/s

–        Trong môi trường kim loại cụ thể là thép, người ta đo được tốc độ âm thanh là 6100 m/s

–        Trong môi trường chất rắn cụ thể là chì, người ta đo được tốc độ của âm thanh là 1200 m/s và trong môi trường thủy tinh, tốc độ âm thanh đo được là 5500 m/s

Như vậy, qua đây, chúng ta có thể thấy rằng tốc độ âm thanh ở một điều kiện môi trường khác nhau sẽ cho ra những kết quả khác nhau. Đặc biệt, qua các thí nghiệm, người ta nhận ra rằng, tốc độ âm thanh của chất khí sẽ thấp hơn tốc độ âm thanh của chất lỏng, tốc độ âm thanh của chất lỏng sẽ chậm hơn tốc độ âm thanh trong chất rắn. Chính vì vậy, thời xưa, để nghe tiếng vó ngựa xa hàng dặm, người ta thường nằm xuống đất để áp sát nghe xuống đất. Điều đó sẽ giúp họ phát hiện kẻ địch ở vị trí xa nhất có thể hòng chuẩn bị cho công tác chiến đấu và phòng ngự của mình.

3. Vai trò, ứng dụng của vận tốc âm thanh là gì?

3.1. Vai trò, ứng dụng của tốc độ âm thanh trong đời sống:

Âm thanh là một phần thiết yếu vô cùng quan trọng trong đời sống và sự phát triển của con người. Một thế giới có dấu hiệu của sự tồn tại không thể nào thiếu đi sự tồn tại của âm thanh. Âm thanh là phương tiện truyền tải thông tin, là phương tiện giao tiếp giữa người với người và với thế giới xung quanh mà chúng ta đang sống. Âm thanh mang lại nhiều giá trị từ âm nhạc, trò chuyện, giáo dục, giải trí, hay sự cảnh báo nguy hiểm, các thông tin quan trọng và các mục đích khác.

Vận tốc âm thanh chính là sự thúc đẩy việc truyền tải âm thanh trong cuộc sống của con người. Tốc độ âm thanh cung cấp thông tin cho chúng ta về khoảng cách và thời gian của các sự kiện xảy ra trong môi trường xung quanh.

Ví dụ: Tiếng nổ sẽ cho chúng ta biết kích thước, quy mô vụ nổ lớn hay nhỏ, vụ nổ có thể xảy ra từ đối tượng gây nổ là gì. Ngoài ra, khi nghe tiếng nổ, ta cũng biết được khu vực gây ra tiếng nổ ở phương hướng nào, thời gian xảy ra sự kiện vụ nổ là thời điểm nào.

Không chỉ hỗ trợ cho chúng ta biết chính xác nguồn âm thanh, tốc độ âm thanh xác định thời gian, không gian và truyền tín hiệu, thông tin đến chúng ta mà tốc độ âm thanh còn được sử dụng trong ngành y tế. Các y bác sĩ sẽ dùng hệ thống ống nghe để xác định vị trí các bộ phận nội tạng, cũng như kiểm tra độ ổn định của bộ phận đó có được bình thường hay không. Tốc độ âm thanh truyền đạt thông tin, dữ liệu, số liệu từ nội tạng của người bệnh đến tai y bác sĩ. Từ đó giúp họ đưa ra những suy đoán tốt nhất về các bệnh lý mà người bệnh gặp phải.

Ngoài ra, tốc độ âm thanh còn được sử dụng để nghiên cứu các tính chất vật lý của các chất rắn, chất lỏng, chất khí trong ngành khoa học vật lý. Từ tốc độ âm thanh ta có thể biết được vật nào cách âm tốt, vật nào truyền âm tốt. Tốc độ âm thanh cũng cho chúng ta biết được rằng chất khí bao giờ cũng có tốc độ truyền âm kém hơn chất lỏng, và chất lỏng truyền âm kém hơn chất rắn.

Đòng nhiều vai trò quan trọng, mang đến nhiều ứng dụng tích cực cho đời sống xã hội con người thường ngày, xong tốc độ âm thanh cũng có thể gây ra những tác động không tốt đối với sức khỏe của con người. Khi con người làm việc trong môi trường ồn ào, hay ô nhiễm tiếng ồn trong một thời gian dài, thính giác của người đó sẽ bị giảm xuống đáng kể, đặc biệt có trường hợp còn gây mất thính lực. Không chỉ vậy, những con người này còn phải hứng chịu các vấn đề sức khỏe khác về thần kinh, bị stress, khó chịu dẫn đến giảm năng suất làm việc, cơ thể ngày càng mệt mỏi, uể oải. Do đó, cần chú ý kiểm soát tiếng ồn trong đời sống cũng như môi trường làm việc để bảo vệ sức khỏe của chính chúng ta.

3.2. Vai trò, ứng dụng của tốc độ âm thanh trong lĩnh vực van công nghiệp:

Trong lĩnh vực van công nghiệp, tốc độ âm thanh cũng giữ vai trò quan trọng. Dù không liên quan trực tiếp đến van công nghiệp, nhưng nó lại có ảnh hưởng đến quá trình và hoạt động của van công nghiệp một cách gián tiếp.

Van công nghiệp được sử dụng để điều khiển, kiểm soát và chuyển đối dòng lưu các chất dạng lỏng, khí và hơi. Trong quá trình hoạt động của van công nghiệp sẽ tạo ra các âm thanh như sự phân hủy dòng chất lỏng hoặc khí, âm thanh của sự ma sát giữa các bề mặt van và ống dẫn, hoặc khi lưu chất chảy qua van với tốc độ cao. Tốc độ âm thanh sẽ giúp chúng ta biết và kiểm soát được lượng chất lỏng, khí, hơi, đảm bảo phát hiện kịp thời các lỗ hỏng, trục trặc, rủi ro nhờ những phát hiện hiện tượng là của âm thanh phát ra khi vận hành van điều khiển công nghiệp.

Ngoài ra, nhờ vào vận tốc âm thanh, các đơn vị sản xuất van điều khiển cũng có thể chính sửa, điều chỉnh để thiết kế và tạo ra những sản phẩm chất lượng nhất, tránh độ ồn gây ảnh hưởng đến người lao động.

Trên đây là toàn bộ thông tin trả lời cho câu hỏi vận tốc âm thanh là gì và cũng như tốc độ âm thanh là bao nhiêu, các bạn có thể tham khảo.