Онлайн-калькулятор скорости звука в морской воде

Скорость звука в морской воде - это важнейший параметр для множества применений в области океанографии, судовождения и подводной акустики. Скорость звука варьируется в зависимости от температуры, солености и глубины из-за физических свойств морской воды. Эмпирическая формула обеспечивает возможность рассчитать скорость звука в морской воде с приемлемой для большинства задач точностью.

Исторический фон

Исследование распространения звука в морской воде на протяжении веков было объектом интереса для ученых и навигаторов. Эмпирическая формула для расчета скорости звука в морской воде эволюционировала от простых наблюдений к сложным моделям, которые учитывают сложное взаимодействие температуры, солености и давления.

Формула для расчета

Эмпирическая формула, используемая для расчета скорости звука (с) в морской воде, имеет следующий вид:

$$c = 1449.2 + 4.6T - 0.055T^2 + 0.00029T^3 + (1.34 - 0.01T)(S - 35) + 0.016Z$$

где:

• \(T\) - температура в градусах Цельсия,
• \(S\) - соленость в промилле (ppt),
• \(Z\) - глубина в метрах,
• \(c\) - скорость звука в метрах в секунду (м/с).

Пример расчета

Для морской воды с температурой 10 °C, соленостью 35 промилле и на глубине 100 метров, скорость звука рассчитывается следующим образом:

$$c = 1449.2 + 4.6 \times 10 - 0.055 \times 10^2 + 0.00029 \times 10^3 + (1.34 - 0.01 \times 10)(35 - 35) + 0.016 \times 100 \approx 1500.84\text{ м/с}$$

Значение и варианты использования

Скорость звука в морской воде имеет основополагающее значение для подводного судовождения, работы гидролокаторов и систем подводной связи. Она влияет на передачу и отражение звуковых волн, определяя точность показаний гидролокаторов и эффективность подводной связи.

Популярные часто задаваемые вопросы

1. Почему скорость звука в морской воде увеличивается с глубиной?

   • Увеличение давления с глубиной вызывает увеличение скорости звука, поскольку молекулы воды оказываются ближе друг к другу, обеспечивая более быстрое распространение звука.

2. Как влияет температура на скорость звука в морской воде?

   • Как правило, с ростом температуры, скорость звука увеличивается, так как в теплой воде больше энергии и молекулы могут быстрее передавать звуковые волны.

3. Почему соленость включена в формулу?

   • Соленость влияет на плотность и эластичные свойства морской воды, что, в свою очередь, влияет на скорость звука. Чем выше соленость, тем плотнее вода и быстрее в ней распространяется звук.

Данный калькулятор предоставляет возможность точного расчета скорости звука в морской воде в разных условиях и является ценным инструментом для профессионалов, занимающихся морскими науками и в связанных областях.