Мысль измерить скорость звука впервые пришла английскому философу Фрэнсису Бэкону.
По его совету этим занялся французский ученый Марен Марсенн. В 1630 г. он провел наблюдение над выстрелом из мушкета. Расстояние между наблюдателем и мушкетом было поделено на время между вспышкой от выстрела и долетевшим до наблюдателя звуком. Марсенн нашел, что скорость звука равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 м/сек.
Спустя полвека английский ученый Исаак Ньютон вычислил скорость звука теоретически, исходя из упругих свойств воздуха и зависимости объема газа от давления, зависимости, выраженной законом Бойля — Мариотта. Эта скорость оказалась немногим более половины скорости, полученной в опыте Марсенна. Когда теория противоречит опыту, следует искать, где же ошибка. Ее начали искать и в теоретических рассуждениях Ньютона, и в опыте Марсенна.
В 1738 г. французская Академия наук повторила измерение скорости звука. Опыт был поставлен на холме Монмартр, близ Парижа. Было установлено, что скорость звука равна 171 туазу в секунду, что соответствует 337 м/сек. Несовпадение с опытом Марсенна объяснили тем, что его измерение времени было несовершенным. Однако и результат повторного опыта не соответствовал теоретической формуле Ньютона.
В 1808 г. французский ученый Пуассон выяснил, что закономерность, обнаруженная Бойлем и Мариоттом (именно она была положена в основу расчетов Ньютона) , неприменима для описания, как распространяется звук в воздухе. Этот закон справедлив лишь в том случае, когда объем газа изменяется медленно — так, что сжимаемый газ отдает среде, которая его окружает, возникающее в нем тепло; или, наоборот, так, что медленно расширяющийся газ успевает нагреваться от окружающей среды. Следовательно, постоянство температуры воздуха (основное условие закона Бойля — Мариотта) может быть сохранено лишь в изотермических условиях, т. е. при свободном теплообмене между сжимаемым газом и окружающей этот газ средой.
15 . Плотность воды = 1000 кг / м^3 . Плотность стали = 7900 кг / м^3 . Плотность ртути = 13600 кг / м^3 . Решаем уравнение. Х = высота слоя воды. У = высота слоя ртути. Х + У = 10 см = 0,1 м. У = 0,1 - Х (1000 * Х + 13600 * У ) / ( Х + У ) = 7900 1000 * Х + 13600 * У = ( Х + У ) * 7900 1000 * Х + 13600 * У = 0,1 * 7900 1000 * Х + 13600 * У = 790 . вместо У подставим 0,1 - Х 1000Х + 13600 * ( 0,1 - Х ) = 790 1000Х + 1360 - 13600Х = 790 1360 -790 = 13600Х -1000Х 570 = 12600Х Х = 570 / 12600 = 0,045238 м = 4,5238 сантиметра. Плотность = ( 800 * 1 + 1000 * 2 ) / 3 = 2800 / 3 = 933,33333 кг / м^3 .
ответ: увеличилась в 3 раза