Schalldruck und Schallgeschwindigkeit

Das ist falsch. Die Schallgeschwindigkeit hängt vom statischen Luftdruck ab. Der Schalldruck ist selbst bei Pegeln die an der Schmerzgrenze liegen noch sehr klein gegen den statischen Druck. Erst bei einem Schallpegel von 194 dB[SPL] erreicht der Effektivwert des Schallwechseldrucks den Wert des statischen Luftdrucks. Dann allerdings treten nichtlineare Effekte in Erscheinung, weil dann die Schallgeschwindigkeit bei der Druckhalbwelle größer wird als bei der Unterdruckhalbwelle und es kommt zu Verzerrungen. Ein Sinuston dieser Lautstärke wird dann nicht mehr sinusförmig sein.

MfG
Rainer

Geschrieben von Plotter am 17. März 2004 13:26:15:
Hallo Heinz Plotter,
ich kann mir die Aussage "Der Schalldruck p ist auch von der Schallgeschwindigkeit c abhängig" so im Unterricht nicht vorstellen.
Sieh doch mal hier in Wikipedia über "Schalldruck" nach:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck
Auch über Schallgeschwindigkeit kannst du dort gute Hinweise finden:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit
Dass die Schallgeschwindigkeit vom Luftdruck abhängt, ist nicht richtig.
Diese Aussage wird hin und wieder falsch im Unterricht verbreitet.
Siehe dagegen: http://www.sengpielaudio.com/DieSchallgeschwindigkeitLuftdruck.pdf
Dirk

Ich hatte das mal mit Eberhardt durchgekaut.
Resultat und meine Einsicht war, dass die Schallgeschwindigkeit im normalen Rahmen nur von der Temperatur abhängt.
Über die Zustandgleichung des idealen Gases kürzt sich der Luftdruck raus. Letzterer ist von der Temperatur abhängig.
Mit der Van de Waalschen-Zustandsgleichung möge jeder selber rechnen.
Aber da Luft unter normalen Bedigungen hinreichend genau als ideales Gas betrachtet werden kann, reichte es mir und ich gab ebs recht.

Dass die Schallgeschwindigkeit nur von der Temperatur abhängt, sagt auch die NASA und die hat die Schallgeschwindigkeit in großen Höhen gemessen, wo geringer Luftdruck herrscht. Dort zeigte sich die Schallgeschwindigkeit auch nur von der vorherrschenden Umgebungstemperatur abhängig.
Die Schallgeschwindigkeit ist von der Dichte der Luft abhängig und die Dichte wiederum von der Temperatur.
Der Luftdruck und die Dichte der Luft sind bei gleicher Temperatur zueinander proportional. Der Bruch p0 / ρ0 ist immer konstant.
Deshalb verändert sich die Schallgeschwindigkeit auf einer Bergspitze sowie auf Meereshöhe nicht - vorausgesetzt, die Temperatur ist an beiden Plätzen gleich.
Den Musikern zu erklären, warum heute die Geigen nicht so strahlend klingen wie gestern, indem man sagt, "das liegt am Luftdruck", ist falsch, auch wenn dieses mangels besseren Wissens immer unwidersprochen hingenommen wird.
Natürlich ändert sich die Schallgeschwindigkeit stark allein bei Temperaturänderung und damit ändert sich die Wellenlänge der Schwingungen. Das macht den hörbaren Unterschied aus.
Unbegreiflich, wie in der Lehre immer noch der Luftdruck falsch im Zusammenhang mit der Schallgeschwindigkeit genannt wird.
Viele Grüße
ebs





Die Schallgeschwindigkeit und nicht der Luftdruck.

Den letzten Satz hier sollte man sich wirklich merken:
http://www.ias.et.tu-dresden.de/akust/akvorl/Ubung/la03.pdf
Alles klar?
Urs



Merksatz: Der letzte Satz

Da habe ich mich wohl etwas unglücklich ausgedrückt. ich meinte nicht den Luftdruck, sondern den Schallwechseldruck. Die Formnel dazu lautet:
p = rho * v * c
mit p = Schalldruck
rho = Ruhedichte
v = Schallschnelle (=Schallauschlag * Winkelgeschwindigkeit)
c = Schallgeschwindigkeit
Wenn dies Formel richtig ist (ist sie das?) dann nimmt der Schalldruck mit zunehmender Schallgeschwindigkeit zu. Aber weshalb?
Heinz

Sieh doch mal hier in Wikipedia über "Schalldruck" nach:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck
Da steht's doch gerade! p = Z * v
Z ist aber rho * c!!!
Mit zunehmendem c steigt folglich der Schalldruck!
Heinz

Gehe doch mal zu
http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck
Dort findest du ganz unten bei Weblinks weiterführende Hinweise mit allen fertigen Formeln. Da wird dir alles erklärt. Was willst du mehr?
Vergleichende Darstellung von Schallfeldgrößen´
Zusammenhang der Schallfeldgrößen
Umrechnung: Schalldruck in Schalldruckpegel
Das Ohmsche Gesetz der Akustik - Umrechnung
Umrechnung von Druckeinheiten
Julius


Wikipedia - Schalldruck

Hallo Plotter,
p = Z * v; Z = rho * c. rho und c sind fest miteinander als Luftkennimpedanz verschweißt, die wiederum von der Temperatur abhängt. Bei 25°C ist Z = 410 N·s/m³.
Deine Folgerung ist falsch: Mit zunehmendem c steigt folglich der Schalldruck!
Du verwechselst sicher den Wechseldruck p der Schallschwingung mit dem atmosphärischem Druck, dem statischen Luftdruck p0 = 101325 Pa.
Joe

Ich habe mir die Website angeschaut. Und da steht genau das, was wir im Unterricht gehört haben und worauf sich meine Frage bezieht:
p = rho * v * c
p ist der Schallwechseldruck der ansteigt, wenn
a) die Ruhedichte zunimmt (ist mir klar weshalb)
b) die Schnelle zunimmt (ist mir auch klar)
c) die Schallgeschwindigkeit zunimmt (Sachverhalt ist mir nicht klar).

p = Z * v; Z = rho * c. rho und c sind fest miteinander als Luftkennimpedanz verschweißt, die wiederum von der Temperatur abhängt.

Deine Folgerung ist falsch: Mit zunehmendem c steigt folglich der Schalldruck!

Bei 25°C ist Z = 410 N·s/m³.
Schall breitet sich ja auch noch in anderen Medien aus, als nur gerade in Luft. Wenn die Schallkennimpedanz zunimmt, dann nimmt bei gleichem Schallausschlag und gleicher Frequnez auch der Schalldruck zu: p = Z * v
Z ist aber eben gerade nicht nur von der Ruhedichte des Mediums, sondern auch von der Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium abhängig: Z = rho * c
Bei identischer Dichte wird der Druck folglich mit zunehmender Schallgeschwindigkeit grösser.
Es ist nicht meine Folgerung, sondern diejenige unseres Lehrers, diejenige auf der Website auf die ich schon mehrmals verwiesen wurde und diejenige von zwei Fachbüchern, die ich inzwischen konsultiert habe.
Was ich durch keine dieser Quellen herausfinden konnte, ist ein nachvollziehbare Erklärung WESHLAB das so ist, WESHALB p von c abhängig ist.
Offensichtlich kann oder will mich hier aber niemand verstehen. ich werde wohl etwas an meinen Kommunikationsfähigkeiten feilen müssen...
Danke trotzdem.

Hallo "Plotter",
Die Schallkennimpedanz (auch akustischer Wellenwiderstand genannt) ist definiert als "Wurzel aus (rho / kappa)". Wobei wie schon gesagt, rho die Dichte der Luft ist und kappa die Kompressibilität.
Und die Schallgeschwindigkeit (Formelbuchstabe "c" und nicht "v", "v" ist die Schnelle, also die Geschwindigkeit mit der die Luftmoleküle um ihre Ruhelage schwingen bei einem Schallvorgang) errechnet sich aus 1/[Wurzel aus( rho * kappa)]. Wenn nun der Schallwechseldruck sich errechnet aus p = Z * v, dann kannst Du Dir ja anhand der Formeln ausrechnen welche Größe sich wie ändern muß wenn sich ein Parameter ändert. Aber pauschal würde ich es nicht so stehen lassen wenn jemand sagt, daß p von c abhängig ist. Denn c ist zunächst konstant wenn man mal konstante Temperatur voraussetzt. Und mit nichtlinearer Akustik haben wir es ja nicht zu tun, wo dann auch der statische Druck nicht mehr vernachlässigt werden kann.
Was mich an den Schulen immer wieder stört, sind die Unexaktheiten die im Physikunterricht zu beobachten sind. Genauso wie ich mich noch an meine Schulzeit erinnern kann wo es hieß (Induktionsgesetz) "Eine elektrische Spannung entsteht wenn Drahtwindungen von magnetischen Feldlinien geschnitten werden". Diese Formulierung ist schlichtweg falsch. Sondern richtig muß es heißen ".... wenn sich der magnetische Fluß ändert".

MfG
Rainer

wie wärs mit:
Druck ist Kraft auf Fläche,
Kraft nimmt mit größerer Geschwindigkeit zu
also: mehr Druck weil mehr Kraft pro Fläche

Hallo kjl,
aufpassen, da gibt es die Luft-Teilchengeschwindigkeit v in m/s (genannt Schnelle) und die Schallgeschwindigkeit c in Luft in m/s (bei 20° ist c20 = 343 m/s).
Beides ist nicht das Gleiche.
Dann gibt es den Normal-Luftdruck mit p0 = 101325 Pascal = N/m² und die Schallwelle mit dem Schalldruck p in Pascal = N/m², was dem statischen Luftdruck überlagert ist.
Beides ist nicht das Gleiche.
Ich denke hier knabbert Heinz Potter irgendwie ungeduldig dran.