Gelombang Bunyi dalam Gas

Gelombang Bunyi dalam Gas

Untuk menentukan laju perambatan bunyi dalam gas ideal dengan menggunakan Persamaan (i) pada artikel saya tentang Laju Gelombang Longitudinal, kita harus mengetahui modulus Bulk gas ideal. Dalam frekuensi audio, antara 20 Hz – 20.000 Hz, perambatan bunyi dalam gas ideal sangat mendekati proses adiabatik. Oleh karena itu, untuk gelombang bunyi dalam gas ideal Persamaan (i) harus menggunakan modulus Bulk adiabatik, B_{ad}, Dalam proses adiabatik berlaku pV^{\gamma }=\text{konstan}, sehingga dp/dV=-\gamma p/V. Dengan menggunakan definisi modulus Bulk diperoleh B_{ad}=\gamma p.

Dalam proses isotermal, pada gas ideal berlaku pV = konstan, sehingga dp/dV = -p/V dan B_{ad}=p. Dengan demikian, untuk gas ideal Persamaan (i) menjadi

Also Read:

v=\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}} ……(iii)

 

Akan tetapi, massa jenis gas ideal adalah \rho =pM/RT sehingga Persamaan (iii) menjadi

v=\sqrt{\frac{\gamma RT}{M}} ……….(iv)

dengan tetapan gas umum, massa molar, dan suhu mutlak.

Contoh Soal :

Hitunglah laju gelombang bunyi di udara pada suhu 20 derajat Celcius.

Penyelesaian

Massa molar rerata udara adalah M=28,8\text{ x }10^{-3} kg/mol,

\gamma =1,40

tetapan gas umum J/mol.K

T = 20 derajat Celcius = 293 K.

Substitusi nilai-nilai ini ke Persamaan (iv), diperoleh v = 344 m/s.

Gelombang Bunyi dalam Gas | Made Astawan | 4.5