Deniz Suyunda Ses Hızı Neden Havadan Daha Hızlı?

Deniz Suyunda Ses Yayılımı Nedir?

Deniz suyunda sesin hızı, havadaki sesin hızından farklıdır, sesin deniz suyundaki hızı, diğer su altı keşif tekniklerini kullanmaya çalışan herkes için özellikle önemlidir.

Deniz suyunda ses hızı ortalama olarak yaklaşık 1560 m / s veya 3490 mph’dir. Bunu 343.2 m / s olan havadaki ses hızı ile karşılaştırın. Tutarsızlık açıktır: ses deniz suyunda kuru havadan yaklaşık beş kat daha hızlı hareket eder! Ses neden deniz suyunda (ve diğer ortamlarda) havadan daha hızlı eder?

Fark büyük ölçüde sesin gazlarda, katılarda ve sıvılarda iletilmesinin farklı yollarından kaynaklanır. Sıvılarda ses iletim hızı büyük ölçüde söz konusu ortamın sıkıştırılabilirliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Sesin hızı değişkendir ve dalganın içinden geçtiği maddenin özelliklerine bağlıdır. Katılarda, boyuna dalgaların hızı, gerilme stresine karşı sertliğe ve ortamın yoğunluğuna bağlıdır. Sıvılarda ortamın sıkışabilirliği ve yoğunluğu önemli faktörlerdir. Bununla birlikte, gazlarda ses hızı sadece sıcaklığa bağlıdır, çünkü ideal gazların yoğunluğu ve sıkıştırılabilirliği sıcaklığa bağlıdır.

Ses hızı aşağıdaki formüle göre bulunabilir: c = (C / p) 1/2, burada c ses hızı, C yığın modülü ve p yoğunluktur. Sıvılarda kesme kuvvetleri bulunmadığından, mümkün olan tek deformasyon türü hacimseldir.

Yukarıdaki formül, akışkanlar için yığın modülü olan K ile C’yi değiştirir. Yığın modülü, hacimsel deformasyona karşı bir direnç ölçüsüdür.

Deniz Suyunda Ses Hızı Daha Yüksek

Deniz suyunda ses hızı havadakine kıyasla çok hızlı – neredeyse beş kat daha hızlı. Aslında, ses deniz suyunda tatlı suya göre daha hızlı hareket eder. Bununla birlikte, deniz suyunda ses hızı hiç sabit değildir. Aşağıdaki bölümde okuyacağınız gibi, birkaç faktöre bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.

Deniz suyunda ses hızı büyük ölçüde üç faktöre bağlıdır: basınç, sıcaklık ve tuzluluk. Basınç derinlikle artar, böylece ses hızı da artar. Genel olarak, 1oC’lik sıcaklık artışı ses hızını 4 m / s arttırır ve tuzluluk oranındaki% 1’lik artış sesin hızını 1 m / s arttırır. Bazı araştırmacılar deniz suyunda ses hızını belirlemek için basit formüller geliştirdiler.

Yaygın olarak kullanılan bir formül 1960 yılında geliştirilen Wilson formülüdür. Formül aşağıdaki gibidir:

c (S, T, P) = c0 + DcT + DcS + DcP + DcSTP

nerede
c0 = 1449,14

DcT = 4.5721T-4,4532 * 10-2T2-2.6045 * 10-4 * T3 + 7,9851 * 10-6T4

DcS’te = 1,39799 *, (S-35) -1,69202 * 10-3 (S-35) 2

DCP = 1.63432P-1,06768 * 10-3P2_3.43403 * 10-6-3.6332 * 10-8P4

DcSTP = (S-35) (- 1.1244 * 10-2 + ​​7.7711 * 10-7T2 + 7.85344 * 10-4P-1.3458 * 10-5P2 + 3.2203 * 10-7PT + 1.6101 * 10-8T2P) + P (-1.8974 · 10-3T + 7,6287 · 10-5T2 + 4,6176 · 10-7T3) + P2 (-2,6301 · 10-5T + 1,9302 · 10-7T2) + P3 (-2,0831 · 10-7T)
c ses hızıdır

T sıcaklıktır (Celcius cinsinden)

S tuzluluktur (mil başına)

P, hidrostatik basınçtır (MPa).

Bu formül aşağıdaki sınırlar içinde uygulanabilir:

• -4 ° ve 30 ° C arasındaki sıcaklıklar,

• milil başına 0 ila 37 arasında tuzluluk,

• 0.1 MPa ve 100 MPa arasındaki hidrostatik basınç.

Ampirik bir teoridir, yani teoriden ziyade verilere dayanır. Formülün ortalama kare hatası .22 m / s’dir. Del Grosso Denklemi gibi diğer değişkenleri dikkate alan daha karmaşık teoriler vardır.