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Schall

Unter Schall versteht man elastodynamische Schwingungen und Wellen, die als Geräusch, Ton, Klang oder Lärm von Menschen (in einem Frequenzbereich von 16 Hz bis 20 kHz) und Tieren auditiv wahrgenommen werden können.

Schall beschreibt die Ausbreitung von Druck- und Dichteschankungen in verschiedenen Medien, diese können Gase, Flüssigkeiten oder Festkörper sein. Im Vakuum gibt es keinen Schall, da dieser immer ein Trägermedium braucht um die Bewegungs- und Kompressionsenergie ineinander umzuwandeln.

Schallwellen, Unterschied zwischen Ton, Klang und Geräusch

Schallgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit mit der sich die Schallwellen in einem Medium fortpflanzen bezeichnet man an Schallgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit ist abhängig vom Medium in dem sie sich ausbreitet, beziehungsweisen, deren Elastiziät und Dichte. Die sich auch durch weitere Einflüsse, wie Temperatur und Druck ändern können.

Die Schallgeschwindigkeit in trockener Luft von 20 °C beträgt 343,2 m/s (1236 km/h)

Man unterscheidet je nach Medium verschiedene Schallarten

Luftschall

Ausbreitung des Schalls in der Luft ist an deren Volumenelastizität gebunden. Die Ausbreitung von Luftschallwellen beruht auf der Übertragung des Impulses sowie von potenzieller und kinetischer Energie zwischen den Luftpartikeln und erfolgt in Form von Kompressionswellen.

Schallgeschwindigkeiten
Medium longitudinal in m/s
Luft (20 °C) 343
Wasserstoff 1.280
Kohlendioxid 266
Wasserdampf (100 °C) 477

Flüssigkeitsschall

Akustische Prozesse in Flüssigkeiten(Unterwasserschall, Schallausbreitung in flüssigkeitsgefüllten Rohrleitungen) sind denen in der Luft weitgehend ähnlich. Auch die Ausbreitung erfolgt in Form von Kompressionswellen. Für die Berechnung der Ausbreitungsgeschwindigkeit sind der Kompressionsmodul K und die Dichte p0 der Flüssigkeit maßgeblich. In Abhängigkeit vom Anteil gelöster Gase in der Flüssigkeit unterliegt der Kompressionsmodul starken Schwankungen, was unmittelbar Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit c hat.

Schallgeschwindigkeiten
Medium longitudinal in m/s
Wasser (20 °C) 1.484
Öl 1.340
Quecksilber 1.450
Natriumchlorid-Lösung (25 °C) 477

Fluidschall

Unter Fluidschall werden Ausbreitungsvorgänge in gasen und Flüssigkeiten zusammengefasst.

Körperschall

Körperschall ist an Schwingungsvorgänge in festen Körpern (elastische Stoffe, Materialien) gebunden. Körperschallwellen können durch Kräfte, aber auch durch Schallfelder in angrenzenden Fluiden angeregt werden. Andererseits kann Körperschall die Abstrahlung von Fluidschall von Oberflächen zur Folge haben.

Schallgeschwindigkeiten
Medium longitudinal in m/s
Eis (-4 °C) 3.250
Beton (C30/37) 3.845
Gummi 1.500
Diamant 18.000
Gold 3.240
Nickel 4.900
Titan 6.100

 

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