Скорость звука в воде

Скорость звука в воде зависит от температуры, солёности и давления. При температуре 25 °C, например, скорость равна 1496 м/с. В морской воде звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. С повышением любого из упомянутых факторов (температуры, солёности, давления) скорость звука в воде возрастает. При действии всех причин в среднем скорость распространения звука в пресной воде около 1450 м/с, а в морской — около 1500 м/с. Сведений об исследованиях подобного рода в пресной воде нет. В океанах звуковые колебания, возникшие при подводном взрыве, произведённом исследовательским судном Колумбийского университета «Вема» в 1960 году, были зарегистрированы на расстоянии 12 тыс. миль. В подводном звуковом канале у побережья Австралии была взорвана глубинная бомба, и примерно через 144 мин звуковые колебания достигли Бермудских островов, то есть почти противоположной точки земного шара. Наиболее характерной особенностью байкальской воды является её низкая солёность со средним значением 0,096 г/кг и с возможными изменениями на ±8 %. Отсюда следует, что скорость звука в байкальской воде выше, чем в дистиллированной воде, примерно на 0,127 м/сек с возможными отклонениями на ±8 %, или на ±0,0102 м/сек. Для реальных изменений солёности байкальской воды расчёт скорости звука проводится без учета солёности. Для условий озера Байкал была получена специальная формула:

где — скорость звука в м/сек, — температура в °С, — глубина в метрах (Колотило Л. Г. и Шерстянкин П. П., 1985).

Формула применима только для условий озера Байкал, так как при её выводе были учтены следующие факторы: пространственно-временная изменчивость температуры воды озера Байкал, широта озера Байкал (54° с. ш.), высота озера над уровнем моря (455 м), солёность воды (0,096 г/кг). Среднеквадратическая погрешность формулы составляет: на поверхности ( = 0 м) ±0,045 м/сек, на горизонте ( = 1000 м) ±0,1 м/сек.

Дата добавления: 2015-05-29