大气压是多少

我们经常可以看到这样一个物理单位:“马赫” , 一般用来形容航天飞机的速度 , 比如说某个战斗机的最高速度达到了多少多少马赫 , 那么马赫到底是什么呢?一个时速10马赫的飞行器 , 一个小时能飞出多少米?

大气压是多少


首先 , 马赫是一个物理学单位 , 它的含义是“马赫数是速度与音速的比值” , 马赫数1指的就是一倍音速 , 不过音速本身并不是固定的 , 声音的传递需要介质 , 介质本身也会存在不同的性质和状态 , 不同的大气压和温度都会对音速造成一定的影响 。
温度越高 , 音速就越快 , 这是因为分子运动的快慢和温度有关 , 空气的温度越高代表空气的气体分子运动的速度越快 , 传递震动的速度就越快 , 声音上一种波 , 人类可以识别的声音频率在20 Hz~20000 Hz之间 , 物体的振动会产生声音 , 音速指的就是在不同介质中的传播速度 。
既然马赫数1指的就是一倍音速 , 是不是马赫就等于音速呢?
在一个标准大气压和15℃的情况下 , 音速大约是340m/s , 1马赫指的是飞行器在运动时速度与音速比值是1 , 虽然1马赫和音速一致 , 并不是马赫就等于音速了 , 马赫指的是该物体的运动速度 , 马赫数2可以被视为680m/s , 这就超过了的音速 , 在同一介质中声音的传递速度是固定的 , 但是物体的运动速度是不固定的 , 因此马赫并不等于音速 。
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马赫的命名是为了纪念物理学家恩斯特·马赫 , 他一生都专注于实验物理学的研究 , 为人类物理学的发展做出了很大的贡献 , 不只是马赫数 , 在空气动力学中还有马赫效应、马赫波、马赫角等等 , 由此可见马赫对人类力学的发展做出了很大的贡献 。
马赫数和音速有直接的关系 , 而音速在不同状态下速度会发生变化 , 所以马赫数和音速都不是固定值 , 每一马赫的速度都不一样 , 这也就代表我们在使用马赫作为速度单位的时候 , 还必须给出飞行高度和大气条件 , 有了这些数值后 , 我们才能判断马赫的具体数值 。
我们说一个飞行器的速度达到了马赫数2 , 指的就是这个飞行器达到了当地音速的2倍 , 在运动时马赫数也会变化 , 只不过这些微弱的变化都被我们忽略掉了 , 我们就用标准的音速来计算一下 , 时速10马赫的飞行器 , 一个小时能飞出多少米 。10马赫的飞行器每秒运动3400/秒 , 换算一下10马赫=12250.8千米/时 , 也就是说一个速度10马赫的飞行器 , 在一个小时的时间内能飞出12250.8千米!
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在高空中会更容易达到比较高的马赫数 , 这是因为高空环境中空气稀薄 , 且只有水平方向气流 , 基本没有天气的变化 , 能见度也比较高 , 可以给飞行器足够的加速条件 , 影响飞行器运动的因素也会变少 , 毕竟超音速飞行时出现任何意外都会赵成十分严重的下场 。指的注意的是 , 在超音速飞行的情况下后方会产生超高温气流 , 这就对飞行器的材料有比较严格的要求 。

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