马赫是什么意思?1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?

星驰资讯 2024-07-20 11:09:40

马赫(Mach)是一个表示速度的量词,用于描述物体相对于介质的速度与该介质中声速的比值。具体来说,当一个物体的速度等于介质中的声速时,其马赫数为1;如果速度大于声速,则马赫数大于1;如果速度小于声速,则马赫数小于1。

关于1马赫的速度,根据不同的资料来源,其换算成每小时公里数有所不同。大多数资料显示,1马赫大约等于1224公里/小时。然而,也有部分资料提到1马赫约等于1235公里/小时或1225公里/小时。这些差异可能源于不同条件下音速的不同数值,例如在标准大气

压下,音速约为340米/秒,即1224公里/小时;而在其他情况下,音速可能会略有变化。

马赫数的定义是什么?

马赫数(Mach number,简称 Ma)是以奥地利物理学家恩斯特·马赫(Ernst Mach)命名的无量纲参数,定义为物体速度与周围流体中的声速之比。具体来说,如果一个物体的速度等于该介质中的声速,则其马赫数为1;如果速度超过声速,则马赫数大于1,属于超音速范围。

在不同的应用领域中,马赫数有多种细分形式,例如飞行器在空中飞行使用的飞行马赫数、气流速度的气流马赫数以及复杂流场中某点流速的局部马赫数等。此外,由于音速在不同高度、温度和大气密度等状态下具有不同的数值,因此每“一马”的具体速度并不固定。

不同介质中声速是多少?

声音在不同介质中的传播速度是不同的,这主要取决于介质的物理性质和温度。以下是几种常见介质中声速的具体数据:

真空:0 m/s(声音不能在真空中传播)。

空气:15℃时:340 m/s 25℃时:346 m/s

软木:500 m/s

煤油(25℃):1324 m/s

蒸馏水(25℃):1497 m/s

海水(25℃):1531 m/s

铜(棒):3750 m/s

大理石:3810 m/s

铝(棒):5000 m/s

此外,声速还与温度有关,通常情况下,温度越高,声速越大。例如,在空气中,声速可以通过公式 𝑐=331+0.6𝜃c=331+0.6θ来计算,其中 𝜃θ是温度(以摄氏度计),常温下(约20℃)空气中的声速约为340 m/s 。

如何计算物体相对于不同介质的速度与声速的比值?

要计算物体相对于不同介质的速度与声速的比值,可以使用马赫数(Mach number)的概念。马赫数是物体的速度(v)与当地声速(c)的比值,其计算公式为:

𝑀=𝑣𝑐M=cv

其中:

𝑀M表示马赫数。

𝑣v表示物体的速度。

𝑐c表示声速。

例如,在航空航天和高速交通领域,马赫数是一个非常重要的参数,用于描述物体在空气或其他流体中的运动速度。当马赫数小于1时,物体处于亚音速飞行;当马赫数大于1时,物体处于超音速飞行。

此外,声速的计算也可以通过其他方法进行,例如使

用理想气体的状态方程来求解理想气体中的声速。声速的定义是声波每秒运动的距离。

在实际应用中,哪些因素会影响物体的马赫数?

在实际应用中,影响物体马赫数的因素主要包括以下几个方面:

速度:物体的速度是计算马赫数的直接因素。马赫数是物体速度与当地声速之比。

高度:不同的高度会导致不同的大气密度和温度,从而影响声速和马赫数。例如,在高空,由于气压较低,声速会减小,因此在相同速度下,马赫数会增大。

温度:温度的变化会影响气体的密度和分子运动的速率,从而影响声速。高温环境下,声速较快,导致马赫数减小;低温环境下,声速较慢,导致马赫数增大。

大气密度:大气密度的变化也会影响声速和马赫数。在高密度的大气中,声速较快,而在低密度的大气中,声速较慢。

物体形状和空气流动:不同物体的形状以及空气流动的情况也会影响马赫数。例如,流线型的设计可以减少阻力,从而影响物体的实际速度和相应的马赫数。

压力:随着马赫数的增加,气体的压力也会发生变化。在亚声速条件下,气体的速度增加时,压力会下降;而在超音速条件下,压力则会上升。

物体的马赫数受到多种因素的影响,包括速度、高度、温度、大气密度、物体形状和空气流动等。

有哪些现代技术或设备能够测量到超过1马赫的速度?

现代技术或设备能够测量到超过1马赫的速度,主要包括以下几种:

三维粒子成像测速(3D PIV):这种技术可以提供水流、气流、超音速等各类流场测试的完整三维信息。它通过同步量测流体及流场表面,截取流体及流场表面形状,并利用单一相机捕获粒子流和表面的流动变化。

多普勒激光测速系统:该系统利用多普勒原理对一维到三维流动速度进行同步、无接触实时测量,适用于超音速流动、几乎静止不动和环流湍流中的反向运动。

高超音速风洞:包括各种类型的高超音速风洞,如常规高超音速风洞、低密度高超音速风洞、电弧风洞、脉冲型激波风洞等。这些风洞主要用于马赫数和雷诺数的模拟,研究和实验有关流体动力学现象。

超声波频率能量分析仪:这类设备采用数字技术,能够测量超声和气穴能量密度,并且可以储存、处理和分析测量数据。例如,CYS-J100M/S/E 超声波频率能量分析仪就是一种典型的设备。

6 阅读:5255
评论列表
  • 2024-10-07 22:47

    简单概括,一马赫就是一倍音速(正常大气中的速度,随传播介质不同有所改变)。

  • 2024-09-27 19:52

    学到了,原来马赫不是固定的

  • 2024-09-30 23:00

    说法不一[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

  • 2024-10-09 16:10

    马赫最早指马喝水的速度,后面用到飞机的速度

  • 2024-10-16 15:05

    马赫就是马脖子上的毛,遇到危险时炸毛的速度

  • 2024-10-06 23:58

    哦,懂了,这马赫老头子遇到美女就会走快一点[点赞]

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