Moi! Luo tili ja ota osaa iloiseen keskusteluun. 🙂

Fysiikan ilmiöt

Pannu aina kuumana ja pöydissä tilaa. Keskustelua kamppailulajien ulkopuolelta huumoria unohtamatta. :)

Valvoja: Valvoja

Vastaa
Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#376

Viesti Lasse Candé »

Äkkiseltään en uskalla ottaa kantaa tuohon. Ilmiön tosin tunnistan itsekin: illalla kuuluu paremmin. Mutta on aina melko hasardia lähteä selittämään tällaisia. Tuo voi kyllä olla ihan oikea selitys, joskin fysiikan terminologian kannalta oudosti ilmaistu.

Kuvake
MikaM
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 3
Viestit: 3812
Lauteille: Marraskuu 2009
Paikkakunta: Kaarina
Etulaji: Jumppa
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 6 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#377

Viesti MikaM »

Tekisin eron kesäkuumalle ja talvelle tuossa kohtaa, kun mainitaan maan lämpötila illalla. Kesällä sitä maata ja miksei vettä on päivä lämmitetty, jolloin se iltasin "hohkaa" takasin. Sanoisin.
Mutta tosiaan, mietipä talviyötä metsässä, kun tuntuu, että kuulee kuuhun asti ja jokainen askel on kuin isompikin pamaus.

Kuvake
Antti
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 9
Viestit: 1212
Lauteille: Tammikuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Liikuntafilologia
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 11 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#378

Viesti Antti »

Ainakin lämpötilakorjaustaulukot on näemmä erikseen talvea ja kesää varten.

Olisiko täsmällisempää puhua äänen taittumisesta eri lämpöisten ilmakerrosten rajapinnassa? Samasta aiheesta vuoden 1927 oppaasta "Äänimittauslaitteet sekä niiden käyttöohjeet":
Koska lämpötila tavallisesti laskee korkeuden lisääntyessä, vähenee ääniaaltojen etenemisnopeus ylöspäin. Seurauksena siitä on, että ääniaallot, kuten kuva 42 kaavamaisesti esittää, yleensä taipuvat ylöspäin. [...]
Kuva
Vastaava ilmiö tuulen kanssa:
Sen sijaan on tuulella erikoisen suuri vaikutus, koska se vie mukanaan värähtelevän ilman. [...] Jos [...] tuuli, kuten tavallisesti asianlaita on, kiihtyy korkeuden lisääntyessä, muuttuvat olosuhteet kuten kuvasta 45 tarkemmin käy selville. [...] Koska tuuli säännöllisesti kiihtyy korkeuden lisääntyessä niin, se tunnettu tosiasia, että ääni kuuluu vastatuuleen huonommin kuin myötätuuleen saa yksinkertaisen selityksensä.

Kuva
Antti Ijäs
Studia dimicatoria (blogi)
"Öyh, öyh, öyh, karjasi sika ja ryntäsi pimeässä Eenokin ylitse ovelle." (Tuulispää 28.9.1928.)

Kuvake
Antti
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 9
Viestit: 1212
Lauteille: Tammikuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Liikuntafilologia
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 11 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#379

Viesti Antti »

Kuten jo ehkä kävi ilmi, oIen miettinyt näitä juttuja äänimittaustiedustelun kontekstissa ja innoittamana. Alla video, josta käy ilmi, mistä on kyse:

Antti Ijäs
Studia dimicatoria (blogi)
"Öyh, öyh, öyh, karjasi sika ja ryntäsi pimeässä Eenokin ylitse ovelle." (Tuulispää 28.9.1928.)

Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#380

Viesti Lasse Candé »

Antti kirjoitti:
elo 10, 2020, 12.39
Ainakin lämpötilakorjaustaulukot on näemmä erikseen talvea ja kesää varten.

Olisiko täsmällisempää puhua äänen taittumisesta eri lämpöisten ilmakerrosten rajapinnassa? Samasta aiheesta vuoden 1927 oppaasta "Äänimittauslaitteet sekä niiden käyttöohjeet":
Koska lämpötila tavallisesti laskee korkeuden lisääntyessä, vähenee ääniaaltojen etenemisnopeus ylöspäin. Seurauksena siitä on, että ääniaallot, kuten kuva 42 kaavamaisesti esittää, yleensä taipuvat ylöspäin. [...]
Kuva


Kaksi lihavointia lisätty.

Taipuminen ja taittuminen ovat tosiaankin eri asioita. Mekaanisissa aalloissa taipuminen (diffraktio) tapahtuu esteen taakse ja silloin muodostuu ympyrän osan muotoisia aaltorintamia. Taittumiseen (refraktio) taas tosiaankin liittyy oleellisesti rajapinta, jossa aallon etenemisnopeus muuttuu.

Molemmat selittyvät Huygensin periaatteella, minkä takia jouduin itse miettimään että miten väärin tuo nyt mahtaa olla tuossa materiaalissa, mutta tosiaankin aallon nopeuden muuttuessa näen itse tuon olevan taittuminen.



Sanottakoon, että diffraktio (taittuminen) kytkeytyy myös kaksoisrakoihin ja hiloihin. Koska se on varsinkin valon tapauksessa niin yleinen esimerkki, esim cd:n pinnalla näkyvinä väreinä, on varmaan paras mainita sekin tässä yhteydessä. Tämän kaltaisissa esimerkeissä yhdistyy kaksi eri ilmiötä, eli diffraktio ja interferenssi. (Interferenssi on siis se ilmiö, jossa aallot vahvistavat tai heikentävät toisiaan riippuen niiden vaiheesta suhteessa toisiinsa.)



Mitä tulee talveen ja kesään, niin kyse on yksinkertaisesti siitä että eri väliaineessa kaasut liikkuvat eri nopeuksilla. Ilmankosteus vaikuttaa tällöin.


(Jäi vähän epäselväksi tuossa tekstissä, mitä tarkoittaa että ääni kuuluu huonommin vastatuuleen kuin myötätuuleen... Liikkuuko ääni tällöin vasta- vai myötätuuleen? :D )

Kuvake
Antti
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 9
Viestit: 1212
Lauteille: Tammikuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Liikuntafilologia
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 11 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#381

Viesti Antti »

Mutta onko tuo siis "väärin" vai vain epätarkasti selitetty? Sanaston (taipuminen, taittuminen) osalta on huomattava, että sitaatit olivat vuodelta 1927, minkä jälkeen on sanasto ehtinyt muuttua aika paljonkin.
Lasse Candé kirjoitti:
elo 11, 2020, 17.34
Mitä tulee talveen ja kesään, niin kyse on yksinkertaisesti siitä että eri väliaineessa kaasut liikkuvat eri nopeuksilla. Ilmankosteus vaikuttaa tällöin.
Tämä meni vähän ohi? Lämpotilakorjaustaulukoiden talvi- ja kesäversioiden erona on kuitenkin tosiaan vain lämpötila-asteikko, joka on talvitaulukossa -24 °C - 0°C ja kesätaulukossa +30 °C - 0°C. ( :D ) (Taulukosta siis saadaan korjaus kahden kuunteluaseman aikaeroon, monimutkaisemmassa versiossa lämpötilan ja ilmankosteuden perusteella, yksinkertaisemmassa oletetaan keskimääräinen ilmankosteus, koska vaihtelulla ei ole käytännössä suurta merkitystä.)

Lasse Candé kirjoitti:
elo 11, 2020, 17.34
(Jäi vähän epäselväksi tuossa tekstissä, mitä tarkoittaa että ääni kuuluu huonommin vastatuuleen kuin myötätuuleen... Liikkuuko ääni tällöin vasta- vai myötätuuleen? )
Minusta tuon voi ymmärtää vain niin, että jos on äänilähteeseen nähden tuulen alla, ääni kuuluu paremmin kuin jos olisi tuulen yllä...
Antti Ijäs
Studia dimicatoria (blogi)
"Öyh, öyh, öyh, karjasi sika ja ryntäsi pimeässä Eenokin ylitse ovelle." (Tuulispää 28.9.1928.)

Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#382

Viesti Lasse Candé »

Itse ajattelen niin, että on vähintään mahdollista tulkita että jos ääni kulkee tuulen mukana, sitä kuunnellaan vastatuuleen. Mutta toisaalta myös sitä kautta että vastatuuleen kulkeva ääni kuuluu huonommin, asian voi tulkita myös juuri toisinkin päin.

Minulta meni myös nyt vähän ohi... Siis niinkö, että taulukoissa on yksinkertaisesti eri lämpötilat ja sitten näitä vastaavasti eri nopeudet? Minä luulin, että tässä puhuttiin eroista samalle lämpötilalle eri vuodenaikoina. Ja ilmakosteus onkin jo mainittu...

Törmäsin väitteeseen, jonka mukaan kosteammassa ilmassa nopeus kasvaa, johtuen vesimolekyylin pienemmästä massasta suhteessa niin typpikaasuun kuin happeenkin joita se lähinnä syrjäyttää. Kuulostaa järkevältä, sillä kaasun lämpötila on kytköksissä molekyylien keskimääräiseen liike-energiaan ja tietyllä liike-energialla pienimassaisemman molekyylin nopeuden neliö on käänteisessä suhteessa suurempi. (Jolloin tietty myös nopeus on.) Kevyemmät molekyylit siis liikkuvat keskimäärin nopeammin, mikä myös selittää esim mainitsemani heliumäänen.

Kuvake
Mänzy
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 5
Viestit: 4542
Lauteille: Maaliskuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Bujinkan Budo Taijutsu, HEMA
Takalajit: Brasilialainen jujutsu, historiallinen miekkailu (italialainen tyyli)
Tykännyt: 8 kertaa
Tykätty: 3 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#383

Viesti Mänzy »

Vesimolekyylihän on normaaliolosuhteissa vetysitoutunut dynaamisesti muiden vesimolekyylien kanssa, mikä todennäköisimmin johtaa erilaiseen käyttäytymiseen kuin käytännössä inerttien kaasumolekyylien tapauksessa. Postuloisin siis ettei se lennä yhtä nopeasti kuin vaikka N2 tai O2, ts. ei ole mielekästä tehdä vertausta yksittäisestä vesimolekyylistä noihin kaasuihin, kun sellaista tuskin mnormaaliolosuhteissa tavataan.
Mikko Mänttäri

In the game of thrones you win, fanat ad patolg, or you die.

Kuvake
Antti
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 9
Viestit: 1212
Lauteille: Tammikuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Liikuntafilologia
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 11 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#384

Viesti Antti »

Lasse Candé kirjoitti:
elo 11, 2020, 21.06
Itse ajattelen niin, että on vähintään mahdollista tulkita että jos ääni kulkee tuulen mukana, sitä kuunnellaan vastatuuleen. Mutta toisaalta myös sitä kautta että vastatuuleen kulkeva ääni kuuluu huonommin, asian voi tulkita myös juuri toisinkin päin.
Sanamuotohan oli kuuluu vasta- t. myötätuuleen. Jos kahvinkeittimen ääni kuuluu työhuoneeseen, niin lienee selvä, että "työhuoneeseen" osoittaa suuntaa äänilähteestä kuulijaan eikä toisinpäin? (Riippumatta siitä, onko paikanilmaisu absoluuttinen vai suhteellinen.)
Lasse Candé kirjoitti:
elo 11, 2020, 21.06
Minulta meni myös nyt vähän ohi... Siis niinkö, että taulukoissa on yksinkertaisesti eri lämpötilat ja sitten näitä vastaavasti eri nopeudet? Minä luulin, että tässä puhuttiin eroista samalle lämpötilalle eri vuodenaikoina. Ja ilmakosteus onkin jo mainittu...
Maalin paikan määrittämisen perusteena on äänennopeus 0 °C lämpötilassa, joten lämpötilakorjaustaulukosta luetaan korjaus kuunteluasemien aikaeroon ilman lämpötilan (jonka oletetaan olevan kaikkialla sama) perusteella. Alla kuva:

Kuva

Varsinainen taulukko on siis jäykkä levy, jossa on kiinni lanka. Pakkasasteille eli talvitaulukossa korjaus ja aikaero ovat erimerkkiset. Lisäksi kesä- ja talvitaulukot "poikkeavat jonkin verran toisistaan, koska samaa lämpötila-astemäärää vastaava absoluuttinen kosteus on + ja - asteilla erilainen".
Antti Ijäs
Studia dimicatoria (blogi)
"Öyh, öyh, öyh, karjasi sika ja ryntäsi pimeässä Eenokin ylitse ovelle." (Tuulispää 28.9.1928.)

Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#385

Viesti Lasse Candé »

Antti kirjoitti:
elo 12, 2020, 10.45

Sanamuotohan oli kuuluu vasta- t. myötätuuleen. Jos kahvinkeittimen ääni kuuluu työhuoneeseen, niin lienee selvä, että "työhuoneeseen" osoittaa suuntaa äänilähteestä kuulijaan eikä toisinpäin? (Riippumatta siitä, onko paikanilmaisu absoluuttinen vai suhteellinen.)
Tämä on selvää tosiaankin. Mutta ei se ainakaan minulle tee siitä selvempää, kumpaa tarkoittaa vastatuuleen kuuluminen, koska vastatuulessa puhutaan tuulesta eikä äänestä. Mutta ei tämä ole minulle sinänsä tärkeääkään. Äkkiseltään voisin kuvitella että ainakin pitkällä etäisyydellä ääni vaimenee vastatuuleen kulkiessaan enemmän.

Jos kuulumista taas pohditaan, kaikki tuuli vaikeuttaa kuulemista, jos tuuli aikaansaa korvissa ja/tai ympäristössä ääntä.


Varsinainen taulukko on siis jäykkä levy, jossa on kiinni lanka. Pakkasasteille eli talvitaulukossa korjaus ja aikaero ovat erimerkkiset. Lisäksi kesä- ja talvitaulukot "poikkeavat jonkin verran toisistaan, koska samaa lämpötila-astemäärää vastaava absoluuttinen kosteus on + ja - asteilla erilainen".
OK, eli ilmankosteus mainittu...

Mutta tuo erimerkkisyys... nyt minulta siis menee ohi, että onko se taulukko muuten samanlainen, paitsi että kaikki on miinusmerkeillä ilmaistuna ja suhteutetaan nollan arvoon? Tämä olisi siis käytännöllisesti järkevää ja viittaisi siihen, että mikään uusi fysiikan ilmiö ei muuta käyttäytymistä nollan asteen alapuolella päinvastaiseksi.



Onko Mänzy siis ilman vesimolekyylit tyypillisesti sidottuina isompiin ryppäisiin vesimolekyylejä, vaikka ilmankosteus olisi hyvin alhainen? Ja siis niin tyypillisesti, että yksittäisiä ei juurikaan ole? Ja niin vahvasti, ettei yksittäisiä juurikaan liiku?

Kysyn siksi, että selitys jonka ketjuun toin, lähtee oleellisesti liikkeelle siitä, että ilmassa on jotakin kevyempää kamaa kosteuden kasvaessa kuin mitä siellä muuten olisi. Tähän riittää kai että siellä seilailee yksittäisiä vesimolekyylejä jossakin riittäväksi katsottavassa (?) laajuudessa.

Kuvake
Mänzy
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 5
Viestit: 4542
Lauteille: Maaliskuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Bujinkan Budo Taijutsu, HEMA
Takalajit: Brasilialainen jujutsu, historiallinen miekkailu (italialainen tyyli)
Tykännyt: 8 kertaa
Tykätty: 3 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#386

Viesti Mänzy »

Lasse Candé kirjoitti:
elo 13, 2020, 16.30
Onko Mänzy siis ilman vesimolekyylit tyypillisesti sidottuina isompiin ryppäisiin vesimolekyylejä, vaikka ilmankosteus olisi hyvin alhainen? Ja siis niin tyypillisesti, että yksittäisiä ei juurikaan ole? Ja niin vahvasti, ettei yksittäisiä juurikaan liiku?

Kysyn siksi, että selitys jonka ketjuun toin, lähtee oleellisesti liikkeelle siitä, että ilmassa on jotakin kevyempää kamaa kosteuden kasvaessa kuin mitä siellä muuten olisi. Tähän riittää kai että siellä seilailee yksittäisiä vesimolekyylejä jossakin riittäväksi katsottavassa (?) laajuudessa.
Luin hitusen muistinvirkistykseksi wikipediaa. Taisin postuloida aiemmin pieleen.

Sinänsä yksittäisen kaasumaisen molekyylin massalla ei ole merkitystä, vaan tiheydellä (kaasulait). Vesihöyry on vähemmän tiivistä kuin (kuiva) ilma, mikä johtaa kostean ilman tiheyden vähenemiseen, kun vesihöyryn määrä lisääntyy. Tällä lienee vaikutusta äänen kuulumiseen / johtumiseen ilmassa?

Mutta luonnollisesti yksittäisiä vesimolekyylejä ilmassa on. Ne vain helposti lähtevät kasaantumaan (pilvet) ja voivat vaihtaa olomuotoa (sade). :D
Mikko Mänttäri

In the game of thrones you win, fanat ad patolg, or you die.

Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#387

Viesti Lasse Candé »

Mänzy kirjoitti:
elo 14, 2020, 14.41
Sinänsä yksittäisen kaasumaisen molekyylin massalla ei ole merkitystä, vaan tiheydellä (kaasulait). Vesihöyry on vähemmän tiivistä kuin (kuiva) ilma, mikä johtaa kostean ilman tiheyden vähenemiseen, kun vesihöyryn määrä lisääntyy. Tällä lienee vaikutusta äänen kuulumiseen / johtumiseen ilmassa?



Tiheys on ideaalikaasuhahmotuksen rajoissa suoraan verrannollinen moolimassaan/molekyylin massaan.

Ideaalikaasulaki
pV/T = nR,
jossa p on paine, V tilavuus, T lämpötila kelvineissä, n ainemäärä ja R moolinen kaasuvakio. Oleellisesti siis vasen puoli on ekvivalentti tietyn molekyylilukumäärän kanssa (minkä oikea puoli ilmaisee kahdella eri luonnonvakiolla korjattuna) ja massaa ei näy missään.

Jos silti yksittäisten molekyylien massa kasvaa vaikkapa kaksinkertaiseksi, voi tuossa kaavassa kaikki arvot silti olla vielä samat, mutta tilanne on sikäli toinen että tuossa tilavuudessa on kokonaisuudessaan myös kaksinkertainen massa, eli kaasun tiheys on kaksinkertainen. Tällöin tosin molekyylien liike on hitaampi (sama keskimääräinen liikeenergia).



Niinpä, jos tiheys ratkaisee, voi yhtä hyvin sanoa, että yksittäisten molekyylien massa ratkaisee. :)

Kuvake
Mänzy
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 5
Viestit: 4542
Lauteille: Maaliskuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Bujinkan Budo Taijutsu, HEMA
Takalajit: Brasilialainen jujutsu, historiallinen miekkailu (italialainen tyyli)
Tykännyt: 8 kertaa
Tykätty: 3 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#388

Viesti Mänzy »

Tuo on tietysti totta. Massa on kyllä siellä ainemäärän (ei vakio!) sisällä piilossa; n = m/M, jossa M atomin tai molekyylin moolimassa.

Ajattelin lähinnä sellaista tavallisen ihmisen visualisointia, jossa ilman sisältämän vesihöyryn tiheys olisi massaa helpompaa hahmottaa. En tietenkään tiedä miten kaikki "tavalliset ihmiset" asian hahmottavat. :D
Mikko Mänttäri

In the game of thrones you win, fanat ad patolg, or you die.

Kuvake
Antti
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 9
Viestit: 1212
Lauteille: Tammikuu 2005
Paikkakunta: Helsinki
Etulaji: Liikuntafilologia
Tykännyt: 4 kertaa
Tykätty: 11 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#389

Viesti Antti »

Lasse Candé kirjoitti:
elo 13, 2020, 16.30
Antti kirjoitti:
elo 12, 2020, 10.45

Sanamuotohan oli kuuluu vasta- t. myötätuuleen. Jos kahvinkeittimen ääni kuuluu työhuoneeseen, niin lienee selvä, että "työhuoneeseen" osoittaa suuntaa äänilähteestä kuulijaan eikä toisinpäin? (Riippumatta siitä, onko paikanilmaisu absoluuttinen vai suhteellinen.)
Tämä on selvää tosiaankin. Mutta ei se ainakaan minulle tee siitä selvempää, kumpaa tarkoittaa vastatuuleen kuuluminen, koska vastatuulessa puhutaan tuulesta eikä äänestä.
Tämä varmaan kuuluisi (tirsk) kieliketjuun. Minusta tuo kahvinkeitinesimerkki on tässä tapauksessa ihan analoginen. Vaikka ajattelisi sitä kautta, että kuuntelija kuuntelee myötä- tai vastatuuleen, niin eihän auringonlaskukaan "näy länteen", vaikka katselija näkee sen tähystäessään länteen?
Lasse Candé kirjoitti:
elo 13, 2020, 16.30
Äkkiseltään voisin kuvitella että ainakin pitkällä etäisyydellä ääni vaimenee vastatuuleen kulkiessaan enemmän.

Jos kuulumista taas pohditaan, kaikki tuuli vaikeuttaa kuulemista, jos tuuli aikaansaa korvissa ja/tai ympäristössä ääntä.
Joo, mutta tuulen aiheuttamasta huminastahan tässä siis ei ollut kyse, vaan tuon aiemmin mainitun taittumisilmiön (?) tuulen nopeuden kasvaessa ylöspäin vaikutuksesta siihen, miten kauas ääni kantaa. Mutta lämpötilan (ja ilmankosteuden) lisäksi on äänimittauksessa huomioitava myös tuulen nopeus ja suunta. Asetelmasta sen verran, että kahden mittausaseman paikkojen määrittämä jana on mittauskanta, ja aikaero lasketaan vähentämällä vasemmanpuoleisen (vihollisen suuntaan nähden) mittausaseman ajasta oikeanpuoleinen. Mikäli ymmärrän oikein, tuuli näennäisesti siirtää äänen lähdettä tuulen suuntaan. Korjaukseen tarvitaan mittauskannan suunta ja tuulen suunta (eli näiden välinen kulma) ja tuulen nopeus. Tuulikorjauksessa huomioidaan kuitenkin tuulen osalta ainoastaan mittauskannan suuntainen komponentti. Ilmeisesti äänen taittuminen ("kaareva äänirata") poistaa mittauskantaan kohtisuoran komponentin merkityksen, mikäli kohtisuora komponentti on samansuuntainen äänen kanssa; jos taas se on sillle vastakkainen, "on taas kuuluvaisuus siksi heikkoa, että äänimittaus onnistuu vain hyvin heikolla tuulella ja verrattain lyhyillä matkoilla, jolloin tämän kompponentin vaikutus on merkityksettömän pieni".

(Tuulikorjaustaulukko koostuu kiekosta, jonka keskellä pyörii pienempi kiekko ja jonka keskipisteessä on kiinni pyörivä viivotin. Sisempi kiekko käännetään osoittamaan mittauskannan suuntaa isomman kiekon asteikolla, ja viivotin käännetään osoittamaan tuulen suuntaa samalla asteikolla. Viivottimessa on tuulennopeusasteikko, jonka perusteella katsotaan tuulikorjauksen määrä sisemmälle kiekolle piirretyltä asteikolta. Näppärää!)
Lasse Candé kirjoitti:
elo 13, 2020, 16.30
Mutta tuo erimerkkisyys... nyt minulta siis menee ohi, että onko se taulukko muuten samanlainen, paitsi että kaikki on miinusmerkeillä ilmaistuna ja suhteutetaan nollan arvoon? Tämä olisi siis käytännöllisesti järkevää ja viittaisi siihen, että mikään uusi fysiikan ilmiö ei muuta käyttäytymistä nollan asteen alapuolella päinvastaiseksi.
Joo, juurikin näin. Kirjoitan vielä auki, etten ajattele tätä pieleen. Koska äänennopeus 0 °C lämpötilassa on se, johon korjataan, ja äänennopeus kasvaa lämpötilan noustessa, pakkasasteet kasvattavat mittausasemien aikaeron itseisarvoa, kun taas lämpöasteet pienentävät sitä. Näin ollen pakkasella korjaus vähennetään aikaeron itseisarvosta, plussan puolella lisätään siihen. (Aikaero taas on miinus- tai plusmerkkinen sen mukaan, kummasta suunnasta ääni tulee: jos mittausmaali on mittauskannan keskinormaalin oikealla puolella, on aikaero positiivinen, jos vasemmalla puolella, negatiivinen, koska aikaero lasketaan vähentämällä vasemmanpuoleisen aseman ajasta oikeanpuoleinen.)
Antti Ijäs
Studia dimicatoria (blogi)
"Öyh, öyh, öyh, karjasi sika ja ryntäsi pimeässä Eenokin ylitse ovelle." (Tuulispää 28.9.1928.)

Lasse Candé
etupotkija
Viestit tässä aiheessa: 61
Viestit: 17173
Lauteille: Joulukuu 2007
Tykännyt: 44 kertaa
Tykätty: 32 kertaa

Fysiikan ilmiöt

#390

Viesti Lasse Candé »

Antti, yritän ehkä jossain vaiheessa katsella postauksesi uudestaan läpi. Nyt oli vähän vaikeaa...

Mänzy kirjoitti:
elo 15, 2020, 01.24
Tuo on tietysti totta. Massa on kyllä siellä ainemäärän (ei vakio!) sisällä piilossa; n = m/M, jossa M atomin tai molekyylin moolimassa.

Ajattelin lähinnä sellaista tavallisen ihmisen visualisointia, jossa ilman sisältämän vesihöyryn tiheys olisi massaa helpompaa hahmottaa. En tietenkään tiedä miten kaikki "tavalliset ihmiset" asian hahmottavat. :D

Minun nähdäkseni, kun pohditaan syytä tiheyden vaikutukselle, on järkevintä purkaa tilanne mikroskooppiseksi. Muussa tapauksessa olisi vaikea selittää, miksi juuri pienempi tiheys tarkoittaa nopeampaa äänen liikkumista tai miksi ääni liikkuu nopeammin juuri lämpöisessä kaasussa.

Massa on piilossa tuossa kaavassa pV/T = nR myös tietyssä mielessä T:ssä, koska se liittyy suoralla verrannollisuudella molekyylien keskimääräiseen liike-energiaan (1/2)mv^2 ja lisäksi koska makroskooppinen kaasun paine on molekyylien seinämäiskujen tiettyyn pintaan tietyssä ajassa kohdistuvien impulssien summa jaettuna kyseisellä ajalla ja kyseisen pinnan pinta-alalla. Impulssit taas ovat massojen ja nopeudenmuutosten tuloja. Molemmissa mainitsemissani, kevyemmissä kaasuissa on molekyyliennopeudet / niiden muutokset isompia ja massat itsestään selvästi pienempiä.

Mutta huomionarvoista on tässä lämpötilan ja paineen se ominaisuus, että nämä asettuvat tasapainoon vaikka koostuvatkin osin nopeudesta ja massasta purkaessa. Sinänsä tuo maininta massan piiloutumisesta tuohon kaavaan on vähän sama kuin sanoisi että kun sata lasta kokoontuivat katsomaan Timo Taikuria ja sadalla painonvartijalla oli kokoontuminen, lukumäärään 100 piiloutuu massa sitä kautta, että kun jaetaan porukoiden yhteenlasketut kokonaismassat keskimääräisellä massalla, päädytään molemmissa sataan. :D

Kaavassa on siis huomionarvoista, että keskeistä on molekyylien lukumäärä.

Tuo minun mainitsemani verrannollisuus ilmenee siitä että kaavan kanssa on ekvivalenttia sanoa tietylle tilavuudelle ja sitä vastaavalle ainemäärälle (vakioidulla paineella ja lämpötilalla... näinhän tulee aiheen kannalta asiaa tarkastella):
p(V/m)/T = (n/m)R, eli
p(1/ρ)/T = (1/M)R, eli
ρ ~ M.
Tuossa siis ρ on tiheys ja M moolimassa, joka on ekvivalentti molekyylin massan kanssa.

(Toisella kaasuvakiolla ja käyttämällä n:n sijasta N:ää eli lukumäärää, puhuisimme suoraan molekyylin massasta, mutta lukio-opena olen tottuneempi tähän pariin.)


Niin, ja siis ainemäärä ON vakio, mikäli vakioidaan tietty tilavuus jossa tarkastellaan ja kaksi muuta suuretta, paine ja lämpötila, myös. Se on ideaalikaasulain yksi mielenkiintoisista seurauksista (kyseisessä erittäin hyvin toimivassa mallissa siis). Että minun asetteluni kolme makroskooppista oikean puolen suuretta (paine, tilavuus ja lämpötila) kytkeytyvät suoraan molekyylien lukumäärään ja siis nimenomaisesti siihen.

Vastaa

Lauteilla

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei potkulaisia ja 10 kurkkijaa