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気体の違いと振動の速さ
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音と言うものは、振動です。ってことは、振動するものがあって初めて伝わります。 真空状態のときは、音は伝わりません。だって、音（振動）を伝えるものがないのですから・・・。 この音を伝えるものを「媒質」って言います。 この媒質が問題です。空気の主成分は窒素です。この窒素が振動して音を伝えます。 周期律表を見てください。窒素よりヘリウムの方が原子番号が小さいですね。ってことは、ヘリウムの方が軽いって事です。 つまり、振動を伝えやすい！ってことは、音の伝わる速さが速いのです。
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- abyssinian
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音速は、NO2のリンク先の17ページにあるように、 a = √(K/ρ) が本質です。これは、楽器の弦の音√(バネの強さ/質量)や、光の速度√(k/μ),k=1/ε などと同じ根拠に基づいた普遍的な形での定義です。 ヘリウムガスが軽いという事実から、密度が小さいことは直感的に分かると思うので、NO2の説明が正しいです。 密度ρを否定してるNO3の説明は、理想気体（の初等式）で近似するとρが「見かけ上無くなる」ことを誤解してるのでしょう。 気体では密度と分子量と温度は不可分です。 熱力入門の本で、質点の運動量モデルで解説してるのがあるが、あくまで統計力学のイントロを延長してるだけなのだから、適用には限界があります。
- tocoche
- ベストアンサー率36% (65/180)
空気の分子よりヘリウムの分子のほうが軽いのですが、同一温度条件ならば分子１個あたりの運動エネルギーは同じなので、分子の速度は分子の質量の平方根に反比例します。（ｖ∝√（Ｔ／ｍ）） 音速は分子の速度に比例します。（N0.2の回答で「密度」と書いてあるのはおしい。密度は気圧の影響を受けるけれど、音速は影響を受けないから）
- tadamaru2004
- ベストアンサー率55% (61/109)
「速度は，密度の平方根の逆数に比例する」と説明されています。 http://www.toyama-mpu.ac.jp/la/physics/mch9.pdf （.pdf画面で，ページ数が多いので「音波」で検索して出てくる14の答えの中から，５番目の「密度」をクリックしてください。計算式が出てきます） 下記は実測値ですが，計算値とよく合っています。（相対的に・・・） ヘリウム ９７２．９m/s （０℃） 水 素 １２６１．０m/s （０℃） チッ素 ３３７．０m/s （０℃） 空 気 ３３１．５m/s （０℃ http://www.hatena.ne.jp/1088943320
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