Temperatur Luftdruck

[Manf]

Es kam mir in Wirklichkeit etwas heiß vor im Zimmer, aber da zeigt nur, dass wohl die Messung der Schallgeschwindigkeit keine sehr gute Grundlage zur Temperaturmessung bietet. Zumindest nicht im vorliegenden Fall mit Start-Stopp Messung und Streckenmessung mit Bandmaß.

Den Teil mit der Temperaturmessung will ich aufklären, es bleibt ja noch die Ermittlung des Luftdrucks der bei der Messung geherrscht hat.

Zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit habe ich zunächst die beste Näherung für eine Gerade gesucht, die die Punkte Zeit über Weg verbindet. (Funktion Trendlinie in Excel.)
Aus der wurde die Totzeit bestimmt. Mit der korrigierten Laufzeit habe ich für alle Abstandswerte die Temperatur berechnet.
Die Werte streuen noch erheblich aber zum Glück liegen sie über 3 Grad. (Formal ist das Ergebnis mit den 3 Grad natürlich richtig, denn die Angabe lautete ja, daß die Laufzeit gemessen wurde.)
Bei der Mittelung habe ich es dann mit mit dem Mittelwert und mit dem über die Strecken gewichteten Mittelwert versucht. Die beiden Werte unterscheinden sich auch noch um ein halbes Grad.

Schlußfolgerung: es war zu warm im Zimmer (fast 23 Grad). Na gut wenigstens habe ich gelernt, wie empfindlich und unsicher die Messung für die Temperatur ist.

Das mit der Bestimmung des Luftdrucks ist weit weniger kompliziert. Gibt es dafür einen Ansatz?
Manfred

[Manf]

Ach ja, der Luftdruck, der hat wenig mit der Schallgeschwindigkeit zu tun.

Während sich sie Temperatur durch Strecke und Laufzeit mehr oder weniger gut bestimmen lässt kann man den Luftdruck anhand von Ort und Zeit der Messung bestimmen. In diesem Fall war es München am 12.12 Abends, die Wetterwarte Garching gibt für diesen Tag in den Aufzeichnungen an:
http://www.meteo.physik.uni-muenchen...stat/plot.php3

973 HPa bis 974 HPa
Manfred

Bild hier  

[Stoneman]

Warum hat der Luftdruck wenig mit der Schallgeschwindigkeit zu tun? Die exakte Formel zum berechnen von C in einem beleibiegen Medium lautet:
SQRT(g*p/r) mit g = kubischer Ausdehnungskoeffizient: 5/3 für einatomige Gase ; 7/5 für lienare Moleküle und zweiatomige Gase und 8/6 für gewinkelte oder mehratomige Moleküle. P ist der Druck (!!) und r die Dichte. Das mit dem Luftdruck, iszt also nicht ganz richtig, der hat schon einen gewaltigen Einfluss.

MfG
Stoneman

[sonic]

Warum hat der Luftdruck wenig mit der Schallgeschwindigkeit zu tun?
...
Das mit dem Luftdruck, iszt also nicht ganz richtig, der hat schon einen gewaltigen Einfluss.
MfG
Stoneman

nope höchstens gewaltig minimal...

deine Gleichung lässt sich auch umschreiben in

C = sqrt( (k*R*T) /M )

Adiabatenexponent κ = cp/cV.

Der Adiabatenexponent κ (kappa) hängt auch für die meisten realen Gase über weite Temperaturbereiche nicht von T ab, die molare Masse ist eine materialspezifische und die universelle Gaskonstante R=8,3145 J/molK eine physikalische Konstante.

Deshalb hängt die Schallgeschwindigkeit in idealen Gasen nur von der Wurzel der (absoluten) Temperatur ab. Trotz der Wurzelabhängkeit wird häufig die lineare Näherungsformel

verwendet, wobei die Temperatur in °C ist. Diese Näherungsformel gilt im Temperaturbereich von -20°C bis +40°C mit einer Genauigkeit von besser als 0,2%. Dass die Schallgeschwindigkeit vom Luftdruck abhängt, ist dagegen falsch. Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst geringfügig die Schallgeschwindigkeit und auch der oft unrichtig angegebene statische Schalldruck tut es nicht (Ausnahmen sind Schallwellen von sehr großer Amplitude sowie Stoßwellen). Sehr bedeutsam ist dagegen die Temperatur.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit

Gruß, Sonic

[Stoneman]

ist Luft ein ideales Gas? nein!
für euch Roboterbastler ist das egal, aber ich bin Physiker und da ist das nicht mehr so ganz egal.

[Manf]

@Stoneman:

der hat schon einen gewaltigen Einfluss.

Das ist interessant, kannst Du denn eine quantitiative Angabe dazu machen, die anderen Werte liegen ja vor, sodaß man es direkt einbinden kann.

ist Luft ein ideales Gas? nein!

Es kann schon sein, daß im Arbeitsraum, im Winter wenn man nicht so gerne die Fenster aufmacht, die Luft nicht immer so "ideal" ist, aber in Bezug auf die Schallgeschwindigkeit wird sie noch als "ideales" Gas durchgehen.
Ich bin aber wirklich auf die Angaben gespannt, und es freut mich, wenn es Dir nicht egal ist.
Manfred

[JackFlash]

hmmm... hab gerade mal nachgerechnet.. bei den Druckschwankungen in unserer Athmosphäre ist der Luftdruck schon zu vernachlässigen...

[sonic]

ist Luft ein ideales Gas? nein!
für euch Roboterbastler ist das egal, aber ich bin Physiker und da ist das nicht mehr so ganz egal.

Siehste, dass ist eben der Unterschied zwischen Ingenieuren und Wissenschaftlern, Ingenieure denken eben logisch und anwendungsorientiert (nicht übel nehmen Ein Fehler von max. 0,2%, bei 23°C ja immerhin ein Fehler von 0,046°C, isses nicht wert)

Gegenfrage gibt es in der Natur überhaupt ein real existierendes ideales Gas? Was glaubst du wie groß der Fehler in Manf's Messreihe war, spielen die 0,2% Fehler da überhaupt noch ne Rolle?

Gruß, Sonic

[Manf]

Unterschied zwischen Ingenieuren und Wissenschaftlern

Ich glaube das nennt sich Ingenieurwissenschaft was man unter anderem da so an der Hochschule treibt.

Viel interessanter wäre aber noch die Zahlenwerte von Stoneman zu bekommen, auch wenn der Einfluß gering sein sollte würden wir sicher etwas lernen.
(oder von JackFlash?) - bevor es sich jeder einzeln heraussucht.
Manfred

[sonic]

Ok, hätte vielleicht Theoretiker schreiben sollen, *RÄUSPER*
Gruß, Sonic