B777 tocca la velocità del suono

[vihai]

Tu non contesti me ma la fisica sperimentale

No, contesto la tua conoscenza e interpretazione della fisica sperimentale.

Non basta citarla per aver automaticamente ragione. È una fallacia logica. Einstein infatti dà ragione a me

che dimostra invece che i meccanismi di propagazione delle onde longitudinali nei vari mezzi (solo longitudinali ovvero che si propagano per successive compressioni/rarefazioni) sono del tutto similari.

Invece non è vero e, again and again, la dimostrazione è che applichi due formule diverse per due stati diversi della materia.

FORMULE DIVERSE, chiediti perché?

Il discorso dell'interazione a livello molecolare (che tu continui a riportare nell'intento di dimostrare il contrario) appartiene (e su questo mi sono dilungato anche troppo nel post precedente) alla fisica teorica

Lo studio microscopico non appartiene alla fisica teorica. Distinzione tra fisica teorica e sperimentale è ben altro. Ma non c'entra nulla con questo discorso.

E' evidente che nel secondo caso, essendo il modulo di compressibilità lo stesso e pressoché costante, il parametro che influenza le variazioni è la temperatura.

E chiediti perché il modulo di compressibilità si comporta diversamente tra solidi e gas. Sarà mica perché il meccanismo non è lo stesso?

In un gas, la velocità del suono tende a ZERO all'approcciarsi della temperatura a 0 K.
In un solido invece è pressoché costante.

Ti sembra che la fisica dei due stati possa essere la stessa?!?!?!

[maurom]

Invece non è vero e, again and again, la dimostrazione è che applichi due formule diverse per due stati diversi della materia.
FORMULE DIVERSE, chiediti perché?

Le formule che tu dici diverse e che io dico ANALOGHE, le ho riportate nei post precedenti con la dimostrazione che le une derivano dalle altre, ovvero hanno la STESSA impostazione di base in quanto LE LEGGI VALIDE PER I FLUIDI SONO ANALOGHE A QUELLE DEI SOLIDI PER QUANTO CONCERNE LE DEFORMAZIONI DI VOLUME.
Leggi i passaggi della dimostrazione e dimmi dov'è l'errore.

Lo studio microscopico non appartiene alla fisica teorica. Distinzione tra fisica teorica e sperimentale è ben altro.

"è ben altro"? Forse volevi scrivere "è anche altro".
Di classificazioni in fisica ce ne sono molte e la stessa distinzione tra fisica sperimentale e teorica non è certamente netta. Il discorso sarebbe lungo. Molti fisici sono ad un tempo sperimentali e teorici. Talora i processi si sovrappongono o possono invertirsi (ipotesi che dà luogo ad una fase sperimentale per verificarne la validità)
Io mi riferisco più semplicemente alla distinzione che vede il processo di indagine in:
1) osservazione dei fenomeni (connessa a concetti di grandezza fisica e misura) e
2) nella conseguente interpretazione (elaborazione di teorie fisiche)
L'ho sempre preferita, con tutti i suoi limiti, in quanto di fatto coerente all'ordinamento (tradizionale) universitario: fisica sperimentale nel biennio propedeutico comune; quindi nel proseguo degli studi, fisica teorica (meccanica quantistica, relatività generale, ecc.) per i fisici, applicativa nelle varie specializzazioni per gli ingegneri.
Ho detto ordinamento tradizionale, perchè oggi, con introduzione delle lauree triennali e la conseguente compressione del periodo propedeutico, le cose sono mutate.
E' comunque un argomento su cui i fisici hanno discusso a lungo senza mai pervenire a una classificazione univoca.

E chiediti perché il modulo di compressibilità si comporta diversamente tra solidi e gas. Sarà mica perché il meccanismo non è lo stesso?

Il modulo di comprimibilità non si "comporta diversamente" ma ha "valori diversi" nei solidi, nei liquidi, nei gas (e valori diversi anche tra materie che si trovano nello stesso stato)

In un gas, la velocità del suono tende a ZERO all'approcciarsi della temperatura a 0 K.
In un solido invece è pressoché costante.

Ma sei certo che all'approcciarsi della temperatura a 0°K si tratti ancora di un gas?

[tartan]

Certo che sto TEX ne sapeva di cose!
Comunque, anche se ho faticato un po a seguirvi, ho provato piacere a leggervi.

[bulldog89]

Le formule che tu dici diverse e che io dico ANALOGHE, le ho riportate nei post precedenti con la dimostrazione che le une derivano dalle altre, ovvero hanno la STESSA impostazione di base in quanto LE LEGGI VALIDE PER I FLUIDI SONO ANALOGHE A QUELLE DEI SOLIDI PER QUANTO CONCERNE LE DEFORMAZIONI DI VOLUME.
Leggi i passaggi della dimostrazione e dimmi dov'è l'errore.

Continuo a non capire perché affermiate che le formule non siano uguali.
Sono identiche, ma quella dei gas è esprimibile anche in modi diversi introducendo l'ipotesi di gas ideale e processo isoentropico, e tenendo conto del fatto che G nei fluidi è nullo.

Ciò non toglie che il principio alla base sia lo stesso, indipendentemente dallo stato del materiale.

[vihai]

Le formule che tu dici diverse e che io dico ANALOGHE, le ho riportate nei post precedenti con la dimostrazione che le une derivano dalle altre, ovvero hanno la STESSA impostazione di base in quanto LE LEGGI VALIDE PER I FLUIDI SONO ANALOGHE A QUELLE DEI SOLIDI PER QUANTO CONCERNE LE DEFORMAZIONI DI VOLUME.
Leggi i passaggi della dimostrazione e dimmi dov'è l'errore.

Le formule sono diverse e le differenze sono nel calcolo dei parametri.

Infatti, e lo ripeto ad nauseam.... c'è una dipendenza dalla temperatura per i gas e non c'è per i solidi.

Più lampante di così?

Lo studio microscopico non appartiene alla fisica teorica. Distinzione tra fisica teorica e sperimentale è ben altro.

"è ben altro"? Forse volevi scrivere "è anche altro".

No, voglio proprio dire che la fisica teorica si occupa di produrre modelli e teorie, che è una questione ortogonale alla distinzione tra macroscopico e microscopico nel comportamento della materia.

Il modulo di comprimibilità non si "comporta diversamente" ma ha "valori diversi" nei solidi, nei liquidi, nei gas (e valori diversi anche tra materie che si trovano nello stesso stato)

Il modulo di compressibilità non è costante ma dipende da altre grandezze fisiche. E il modo in cui cambia dipende dalla fase della materia.

Nei gas è diverso che nei solidi. Tanto basta.

In un gas, la velocità del suono tende a ZERO all'approcciarsi della temperatura a 0 K.
In un solido invece è pressoché costante.

Ma sei certo che all'approcciarsi della temperatura a 0°K si tratti ancora di un gas?

Basta restare sopra la temperatura di ebollizione, pensavo fosse implicito... e puoi scendere fino a circa 4 K se giochi con l'elio.

P.S. Si scrive 0 K, non 0 °K, il kelvin è un'unità di misura S.I.

[bulldog89]

Le formule sono diverse e le differenze sono nel calcolo dei parametri.

Infatti, e lo ripeto ad nauseam.... c'è una dipendenza dalla temperatura per i gas e non c'è per i solidi.

Più lampante di così?

Grazie tante, ma la dipendenza dalla temperatura esce perché si esprime la densità del materiale (in questo caso ipotizzato gas perfetto, trasmissione del suono isoentropica) in funzione della temperatura, mica per altro. La formula di partenza è sempre la stessa.

Ovviamente per i solidi ciò non vale in quanto non sono gas perfetti...

[musicaldoc]

Interessantissimo 3D.

Vi segnalo, a chi non è Ing. Aerospaziale / Aeronautico o Pilota, questo corso molto interessante che ho seguito online sulla piattaforma edX, quella creata da MIT/Harvard e alla quale si sono associate le maggiori Università.

https://www.edx.org/course/introduction ... x-ae-1110x

Si chiama AE1110X Introduction to Aeronautical Engineering, tenuto dal Politecnico di Delft (Olanda), il TU-Delft.
L'hanno fatto due volte nel 2014 ed è programmato ancora il prossimo autunno. Io l'ho fatto due volte e c'erano anche vari piloti e soprattutto studenti di Ingegneria o già ingegneri (e un medico ) che lo seguivano, per approfondire tutto quanto trattato in questo 3D

Se vi iscrivete (gratis) alla piattaforma, potete vedere il corso archiviato, le lezioni video sono accessibili, anche il forum, ma ovviamente è fermo, senza esercizi/Test. Per quelli bisogna attendere il prossimo verso Ottobre.

Sono tre moduli in un paio di mesi con esercizi e Test finali
Module A Ballooning, Atmosphere, How Aircraft fly
Module B Basic Aerodynamics, Compressibility and Viscous Flows
Module C Flight Mechanics, Horizontal flight, Climbing, Descending, Flight Envelope

Se avete tempo e voglia ve lo consiglio!
Vi allego un esempio degli esercizi fatti

[vihai]

Grazie tante, ma la dipendenza dalla temperatura esce perché si esprime la densità del materiale (in questo caso ipotizzato gas perfetto, trasmissione del suono isoentropica) in funzione della temperatura, mica per altro. La formula di partenza è sempre la stessa.

Ohhhsantamaria.... e secondo te il motivo per cui avviene questo non è un differente meccanismo di trasmissione del suono?

Secondo te il fatto che entrambi i meccanismi possano essere visti e interpretati come onde di pressione significa che sono lo stesso meccanismo?

[bulldog89]

Ohhhsantamaria.... e secondo te il motivo per cui avviene questo non è un differente meccanismo di trasmissione del suono?

Secondo te il fatto che entrambi i meccanismi possano essere visti e interpretati come onde di pressione significa che sono lo stesso meccanismo?

Guarda, sinceramente non voglio entrare nella vostra discussione su meccanismi e balle varie perché la trovo abbastanza filosofica...anche perché non ho ancora capito (e non voglio capire) cosa intendiate esattamente con "meccanismo" e "principio fisico".

Io so solo che esiste una definizione di velocità del suono che è la stessa indipendentemente dallo stato del materiale, quindi la formula tra solidi e fluidi è uguale, ed è esattamente quello che ho scritto, non una parola di più, non una di meno.

Riguardo alla prima domanda: il motivo di cosa? Il motivo dell'eventuale differente meccanismo di trasmissione del suono è il fatto che nei gas G è nullo, la presenza di T nella formula non dimostra nulla...

[vihai]

Io so solo che esiste una definizione di velocità del suono che è la stessa indipendentemente dallo stato del materiale

C'è una legge che lega la velocità del suono al modulo di compressibilità e questa è uguale nei solidi e nei gas. Ma il modulo di compressibilità segue due leggi diverse per gas e solidi.

E questo è causato dalla diversa natura del meccanismo microscopico di trasmissione delle interazioni.

Nei solidi le molecole interagiscono costantemente a casusa dei legami. Nei gas (perfetti) invece non c'è interazione se non durante gli urti.

Ne consegue che la velocità del suono nei gas è direttamente dipendente dalla velocità media delle molecole, nei solidi no. Ed è il motivo per cui la velocità del suono in atmosfera dipende esclusivamente dalla temperatura.

Ciao,

[bulldog89]

C'è una legge che lega la velocità del suono al modulo di compressibilità e questa è uguale nei solidi e nei gas. Ma il modulo di compressibilità segue due leggi diverse per gas e solidi.

E questo è causato dalla diversa natura del meccanismo microscopico di trasmissione delle interazioni.

Nei solidi le molecole interagiscono costantemente a casusa dei legami. Nei gas (perfetti) invece non c'è interazione se non durante gli urti.

Ne consegue che la velocità del suono nei gas è direttamente dipendente dalla velocità media delle molecole, nei solidi no. Ed è il motivo per cui la velocità del suono in atmosfera dipende esclusivamente dalla temperatura.

Ciao,

Continuo a non essere d'accordo.
Il modulo di compressibilità ha lo stesso significato sia che si tratti di fluidi o solidi. Quello che cambia in base ai diversi stati è il valore di tale modulo, per le differenze di legami che hai già esposto.

Occhio che tra "atmosfera" e "gas" c'è differenza: per esprimere a come a(T) bisogna trattare i gas in questione come ideali (ed è già una prima approssimazione) il che tra l'altro implica anche limitare il range dei valori di pressione e temperatura. Quindi in generale dire che la velocità del suono nei gas è funzione della sola temperatura è errato...a meno di specificare determinate ipotesi.

[vihai]

Continuo a non essere d'accordo.

Con cosa non sei d'accordo?

Il modulo di compressibilità ha lo stesso significato sia che si tratti di fluidi o solidi.

Il modulo di compressibilità è ciò che lega densità con pressione. Punto.

Quello che cambia in base ai diversi stati è il valore di tale modulo, per le differenze di legami che hai già esposto.

No, è anche la *legge* con cui cambia il valore.

E la diversa legge è l'evidenza che c'è un comportamento fisico diverso nei due stati.

Ti ricordo che il motivo per cui è nata la discussione era l'affermazione che il suono viaggia più velocemente nei solidi perché sono più densi. Ed è una spiegazione errata perché non è la densità che conta ma il meccanismo di propagazione del suono.

Altrimenti non si spiegherebbe perché il suono è così veloce nel diamante che è assai meno denso di molti metalli.

Occhio che tra "atmosfera" e "gas" c'è differenza: per esprimere a come a(T) bisogna trattare i gas in questione come ideali (ed è già una prima approssimazione) il che tra l'altro implica anche limitare il range dei valori di pressione e temperatura. Quindi in generale dire che la velocità del suono nei gas è funzione della sola temperatura è errato...a meno di specificare determinate ipotesi.

Nelle condizioni comuni l'approssimazione dell'atmosfera con una miscela di gas ideali è sufficientemente buona.

Ciao,

[maurom]

Le formule che tu dici diverse e che io dico ANALOGHE, le ho riportate nei post precedenti con la dimostrazione che le une derivano dalle altre, ovvero hanno la STESSA impostazione di base in quanto LE LEGGI VALIDE PER I FLUIDI SONO ANALOGHE A QUELLE DEI SOLIDI PER QUANTO CONCERNE LE DEFORMAZIONI DI VOLUME.
Leggi i passaggi della dimostrazione e dimmi dov'è l'errore.

Le formule sono diverse e le differenze sono nel calcolo dei parametri.

Infatti, e lo ripeto ad nauseam.... c'è una dipendenza dalla temperatura per i gas e non c'è per i solidi.

Più lampante di così?

Più lampante di così c'è che non sei in grado di confutare la dimostrazione da me postata in precedenza che prova che le formule NON SONO DIVERSE essendo riferite a deformazioni di volume in tutti e tre i mezzi e che pertanto vale la STESSA LEGGE di trasmissione longitudinale del suono (per compressioni e successive rarefazioni), e quindi STESSA FORMULA di base per il calcolo delle velocità.
La dipendenza dalla temperatura c'è per i solidi, per i liquidi e per i gas. Per variazioni di decine di gradi è sensibile per i gas e (in pratica) trascurabile per liquidi e solidi. Per variazioni di centinaia di gradi è rilevante anche per liquidi e solidi.
Così come hai detto che il modulo di comprimibilità si "comporta diversamente" (mentre è evidente che non è il comportamento ma il valore assunto che è diverso) anche in questo caso confondi le grandezze fisiche dei fenomeni di cui stiamo parlando con il valore che queste assumono.
Quel che è diverso è il valore delle variabili, il meccanismo di trasmissione è lo stesso

è ben altro? Forse volevi dire è ben altroLo studio microscopico non appartiene alla fisica teorica. Distinzione tra fisica teorica e sperimentale è ben altro.

No, voglio proprio dire che la fisica teorica si occupa di produrre modelli e teorie, che è una questione ortogonale alla distinzione tra macroscopico e microscopico nel comportamento della materia.

Quindi, se questo è il "ben altro" mi spieghi dove e perchè la distinzione da me riportata (e per le ragioni che ho esposte, seppure con tutti i suoi limiti, preferita) è errata o non sarebbe accettabile? Non è forse tra quelle considerate (e discusse come tutte le altre) dai fisici? E non è forse coerente con l'ordinamento tradizionale del periodo (prima biennale) propedeutico di fisica e ingegneria?[/quote]

Il modulo di compressibilità non è costante ma dipende da altre grandezze fisiche. E il modo in cui cambia dipende dalla fase della materia.

Nei gas è diverso che nei solidi. Tanto basta.

Non cambia il "modo", cambia "il valore" da stato a stato e per ogni materia

Basta restare sopra la temperatura di ebollizione, pensavo fosse implicito... e puoi scendere fino a circa 4 K se giochi con l'elio.

Si ma anche l'elio in prossimità dello zero assoluto è liquido e comunque la maggior parte dei gas hanno temperature di liquefazione molto al di sopra dello zero assoluto, fatto fisico importante che costituisce forte discontinuità, per cui non ha significato né matematico né fisico parlare di "tendenza a zero all'approcciarsi della temperatura a 0K"

P.S. Si scrive 0 K, non 0 °K, il kelvin è un'unità di misura S.I.

Che io debba scrivere 0 K lo vengo a sapere ora da te. Forse quello che tu non sai è che la XI Conferenza Internazionale di Pesi e Misure del 1960 ha "recepito" il grado kelvin che è diventato, dopo cento anni, una delle unità fondamentali del nuovo sistema, ma non per questo è diventato esclusiva del S.I.
(tra l'altro lo ha recepito con la stessa denominazione e con lo stesso simbolo originale °K , che venne solo negli anni successivi modificato in K).
Generazioni di fisici e ingegneri hanno scritto, e continuano a scrivere °K (nelle pagine di progetti LNG, sia nel liquefaction plant che nello shipping committee trovi scritto più volte -161 °C oppure 112 °K)
Hai forse letto da qualche parte che esista l'obbligo di avvalersi del S.I.? Oppure, al di fuori del S.I., l'obbligo di far uso del relativo simbolismo?
Vedi, così come nei calcoli uso più frequentemente Kg/cm2 per le pressioni (e anche PSI è molto usato in petroleum engineering) oppure joule ma anche Kcal o Btu per l'energia, watt per le potenze ma anche Kgm/sec, e così di seguito, ebbene, se non ti disturba troppo, per le temperature assolute continuerò a dire gradi kelvin e a scrivere °K

[maurom]

Le formule che tu dici diverse e che io dico ANALOGHE, le ho riportate nei post precedenti con la dimostrazione che le une derivano dalle altre, ovvero hanno la STESSA impostazione di base in quanto LE LEGGI VALIDE PER I FLUIDI SONO ANALOGHE A QUELLE DEI SOLIDI PER QUANTO CONCERNE LE DEFORMAZIONI DI VOLUME.
Leggi i passaggi della dimostrazione e dimmi dov'è l'errore.

Continuo a non capire perché affermiate che le formule non siano uguali.
Sono identiche, ma quella dei gas è esprimibile anche in modi diversi introducendo l'ipotesi di gas ideale e processo isoentropico, e tenendo conto del fatto che G nei fluidi è nullo.

Ciò non toglie che il principio alla base sia lo stesso, indipendentemente dallo stato del materiale.

Io, al contrario di vihai che sostiene che le formule sono diverse, sostengo invece che le formule NON SONO DIVERSE e, anzi, nei post precedenti credo di aver dimostrato che la FORMULA DI BASE per il calcolo delle velocità del suono nei tre mezzi E' LA STESSA come verificato dall'esperienza.
Riassumendo brevemente:
- Sia nei solidi che nei fluidi si ha ELASTICITA' DI VOLUME (nei solidi esiste anche elasticità di forma)
- Sia nei solidi che nei fluidi si hanno onde longitudinali, ovvero spostamenti nella direzione del moto per successive compressioni e rarefazioni, ovvero STESSO MECCANISMO di propagazione (nei solidi si hanno anche onde trasversali)
- Dunque le leggi valide per i fluidi SONO PERFETTAMENTE ANALOGHE a quelle dei corpi solidi (sempre nel caso della propagazione delle onde longitudinali).
- La velocità delle onde longitudinali nei solidi è funzione del modulo di compressibilità k, della densità mu e del modulo di rigidità ni (scrivo con la grafica disponibile): V = radice di [k + ni/mu] (1)
- La velocità del suono nei gas e nei liquidi si calcola conseguentemente con la STESSA FORMULA sostituendo alle variabili i rispettivi valori
- Volendo verificare per l'aria, essendo il coefficiente di comprimibilità 1/k = 7 x 10e-6 m2/N (da cui k = 143000),
mu = 1,2 (per t=0°C), ni = 0, si ottiene: V = 345 m/sec
Risultato IN ACCORDO con i valori misurati sperimentalmente e che CONFERMA la validita' delle asserzioni di cui sopra

Se poi si vuole studiare come dipenda da altre caratteristiche, per esempio dalla pressione e dal rapporto gamma tra i calori specifici, essendo k = P x gamma e sostituendo al numeratore, si ha V = radice di [gamma x P / mu]
oppure dalla temperatura essendo mu = muo/ 1 + alfa t, sostituendo: V = radice di[gamma x P x (1 + alfa t)/muo]
Si vede pertanto come tali formule derivate dalla (1) e espresse con altre variabili non possono definirsi diverse (io le definisco similari o analoghe) in quanto il principio rimane lo stesso e il risultato confermato dall'esperienza.

In conclusione, seppure in termini diversi, mi trovo concettualmente d'accordo con il tuo intervento.

[vihai]

Una velocità dipende dalla temperatura, l'altra no.

Tanto basta per affermare che qualcosa di diverso succede. Il resto sono chiacchiere.

[bulldog89]

Una velocità dipende dalla temperatura, l'altra no.

Tanto basta per affermare che qualcosa di diverso succede. Il resto sono chiacchiere.

Ancora con sta storia della temperatura?

[vihai]

Una velocità dipende dalla temperatura, l'altra no.

Tanto basta per affermare che qualcosa di diverso succede. Il resto sono chiacchiere.

Ancora con sta storia della temperatura?

Direi di sì, visto che è ciò che descrive il moto delle molecole di gas che in un ultimo è il meccanismo di trasmissione del suono

[bulldog89]

Direi di sì, visto che è ciò che descrive il moto delle molecole di gas che in un ultimo è il meccanismo di trasmissione del suono

Al massimo indica quanto si stanno muovendo le "molecole", di sicuro non ne descrive il moto.
Mi sembra che avessimo già capito da dove e perché esca la T esplicita nella formula per i gas, e non mi sembra che dimostri nulla se non le leggi dei gas ideali.

[vihai]

Dunning e Kruger mi hanno insegnato una cosa della quale farò buon uso.

[bulldog89]

Credici.