الجواب:
سرعة الصوت في الهواء أكبر صيفًا من شتاءً.
التفسير الموسع:
تعتمد سرعة الصوت في المادة على كثافتها ودرجة حرارتها. فكلما زادت كثافة المادة، قلّت سرعة الصوت فيها، والعكس صحيح. وكلما زادت درجة حرارة المادة، زادت سرعة الصوت فيها، والعكس صحيح.
وبالنسبة للهواء، فإن كثافته تتناسب عكسًا مع درجة حرارته. فعندما ترتفع درجة حرارة الهواء، تنخفض كثافته. والعكس صحيح.
وبالتالي، فإن سرعة الصوت في الهواء تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة، وتنخفض مع انخفاض درجة الحرارة.
وبناءً على ذلك، فإن سرعة الصوت في الهواء تكون أكبر صيفاً، حيث تكون درجة الحرارة أعلى من شتاءً.
مثال توضيحي:
تبلغ سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة 20 مئوية حوالي 343 مترًا في الثانية. بينما تبلغ سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة 0 مئوية حوالي 331 مترًا في الثانية.
وهذا يعني أن سرعة الصوت في الهواء تزداد بحوالي 12 مترًا في الثانية مع كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة.
تطبيقات عملية:
تُستخدم هذه الظاهرة في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
- تحديد المسافة بين مصدر الصوت ومستقبله.
- قياس درجة حرارة الهواء.
- توجيه موجات الراديو والصوت.
خاتمة:
بشكل عام، فإن سرعة الصوت في الهواء أكبر صيفاً من شتاءً، وذلك بسبب انخفاض كثافة الهواء مع ارتفاع درجة الحرارة.
