Давайте разберёмся с задачей пошагово.
Задача:
"Температура метана уменьшилась на 36%. При этом скорость малых возмущений давления в нем как в сжимаемой среде ..."
Из условия видно, что изменение температуры влияет на характеристики давления и скорости в метане. В таких задачах обычно используют свойства газов и уравнения газового состояния, а также уравнения для малых возмущений.
Основные понятия и формулы
1. Связь между температурой и скоростью малых возмущений
Для идеального газа и при малых возмущениях давление и плотность связаны с температурой путём уравнения состояния:
\[ p = \rho R T, \]
где:
- \( p \) — давление,
- \( \rho \) — плотность,
- \( R \) — газовая постоянная,
- \( T \) — температура.
Если температура уменьшается, то по уравнению давления и плотности, их взаимное отношение остаётся, и изменение температуры отобразится на давления и скорости.
2. Скорость малых возмущений давления (скорость звука)
Скорость звука в газе даётся формулой:
\[ c = \sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}}, \]
где:
- \( \gamma \) — показатель адиабаты (для метана примерно 1,3),
- \( p \)— давление,
- \( \rho \)— плотность.
Поскольку \( p \) и \( \rho \) связаны с температурой, то скорость звука зависит от температуры следующим образом:
\[ c \propto \sqrt{T}. \]
Это означает, что при уменьшении температуры на определённый процент скорость малых возмущений также уменьшится на половину этого процента, поскольку:
\[ c \propto \sqrt{T}. \]
Решение задачи
1. Условие:
Температура уменьшилась на 36%, то есть:
\[ T_{новая} = T_{начальная} \times (1 - 0.36) = 0.64 T_{начальная}. \]
2. Влияние на скорость малых возмущений давления:
\[ c_{новая} = c_{начальная} \times \sqrt{0.64} = c_{начальная} \times 0.8, \]
где 0.8 — это √0.64.
3. Итог:
Уменьшение скорости малых возмущений давления в метане составляет:
\[ (1 - 0.8) \times 100\% = 20\%. \]
Ответ:
2) уменьшилась на 20%
Если есть дополнительные вопросы или нужно объяснение более подробно — спрашивайте!