温度对声速的影响

研究问题:

• 声音传播的速度有多快?
• 温度如何影响声速?

声速取决于它所穿过的物质的密度。你知道冷空气比热空气密度大，但这是否意味着声音在低温下比高温下传播得更快呢?通过这个实验找出答案。

材料:

• 大型建筑
• 金属管道
• 锤
• 合作伙伴
• 节拍器
• 卷尺
• 户外温度计

实验过程:

1. 站在离一幢大楼大约100码远的地方。敲击金属管，听回声。如果你听不到，试着站得离建筑物近一点，或者找另一座建筑物。
2. 在管子上敲出一拍子，仍然在倾听回声。
3. 放慢或加快速度，使管道上的每一次敲击都与前一次敲击的回声在同一时间出现。如果你这样做是正确的，你应该根本听不到回声。
4. 当你敲击的时候，你的伴侣应该打开节拍器，试着调整频率，使它与你敲击的速度相匹配。
5. 看看节拍器，算出你每分钟敲击几下。记录这些信息。
6. 测量你和产生回声的建筑物之间的精确距离。将这个距离乘以2，就得到了敲击声音传播的距离。
7. 用60秒除以频率，计算敲击声音来回传递所需的时间。(频率应以每分钟节拍为单位。)
8. 通过将声音传播的速度(从步骤6开始)除以它传播这段距离所花费的时间(从步骤7开始)来计算声速。
9. 记录当天室外温度。
10. 在温度非常不同的日子重复这个实验。你也可以在一天的不同时间尝试，因为早上和晚上比较凉爽，中午比较温暖。

术语和概念:什么会影响声速?；什么会产生回声?冷空气的密度是多少?热空气?

引用:

好奇心强的孩子科学展览项目第一名，伊丽莎白·斯诺克·哈里斯著。74 - 75页。