1) Какие волны существуют в газах и почему в них не происходит деформация? 2) Какова примерная скорость звука в воздухе

Конечно! Ответы на ваши вопросы:

1) В газах существуют продольные волны - звуковые волны. В отличие от твердых и жидких тел, газы отличаются своей молекулярной структурой. В газах молекулы находятся на достаточно больших расстояниях друг от друга, и между ними существуют слабые притяжения. Именно благодаря этому, газы обладают высокой подвижностью и могут деформироваться без значительных изменений своей формы. Волны в газах передаются колебаниями молекул и перемещением среды.

2) Для расчета примерной скорости звука в воздухе при заданной температуре, можно использовать формулу:

\[v = \sqrt{\gamma \cdot R \cdot T}\]

где:
\(v\) - скорость звука,
\(\gamma\) - показатель адиабаты (для воздуха значение около 1.4),
\(R\) - универсальная газовая постоянная (около 8.314 Дж/(моль·К)),
\(T\) - температура в Кельвинах.

Для примерной скорости звука в воздухе при максимальной температуре (+57,8 ºC = 331,95 К), подставим значения в формулу:

\[v = \sqrt{1.4 \cdot 8.314 \cdot 331.95} ≈ 343 ~ м/с\]

Получаем, что примерная скорость звука в воздухе при данной температуре составляет около 343 м/с.

3) Скорость звука в газе зависит от его плотности и упругости. Водород - легкий газ с низкой плотностью и высокой упругостью. Углекислый газ, в свою очередь, обладает большей плотностью и ниже упругостью по сравнению с водородом при одной и той же температуре. Эти параметры влияют на скорость звука в газе.

Для расчета скорости звука в газе можно использовать формулу:

\[v = \sqrt{\frac{{\gamma \cdot P}}{{\rho}}}\]

где:
\(v\) - скорость звука,
\(\gamma\) - показатель адиабаты (для воздуха значение около 1.4),
\(P\) - давление газа,
\(\rho\) - плотность газа.

Углекислый газ имеет большую плотность по сравнению с водородом при одной и той же температуре, следовательно, скорость звука в углекислом газе будет ниже. Для заданных условий при постоянных значениях давления и показателя адиабаты, можно использовать отношение скоростей звука:

\[\frac{{v_{\text{водород}}}}{{v_{\text{углекислый газ}}}} = \sqrt{\frac{{\rho_{\text{углекислый газ}}}}{{\rho_{\text{водород}}}}}\]

\[\frac{{v_{\text{водород}}}}{{v_{\text{углекислый газ}}}} = \sqrt{4.7}\]

Отсюда можно сделать вывод, что скорость звука в водороде примерно в 4.7 раза больше скорости звука в углекислом газе при одной и той же температуре.