令和3年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問15を解説｜音波の伝搬速度と温度

令和3年度 騒音・振動概論 問15は、空気中の音波の伝搬速度と温度の関係に関する穴埋め問題です。文中のア～ウに入る数値と語句の正しい組合せを選びます。

この問題のポイント

空気中の音速は温度が上がるほど速くなり、近似式は c≒331.5＋0.61θ（θは摂氏温度）で表されます。ここで押さえる論点は3つ。係数ア＝0.61、温度上昇で音速が速くなると波長はイ＝長くなること、そして波長が長くなる分だけ高温用の消音器はウ＝大形にしなければならないことです。波長は音速÷周波数なので、周波数が同じなら音速が速いほど波長は長くなる、という向きを取り違えないのが分かれ目です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解：選択肢(5)

各選択肢の正誤

ここが分かれ目

誤答は係数を0.41としたものや、温度上昇で波長がイ＝短くなる・消音器がウ＝小形になる、と向きを逆にしたものです。音速の温度係数は約0.61で、0.41ではありません。そして波長は音速に比例して伸びるので、温度が上がって音速が速くなれば波長は長くなります。消音器は波長に見合った寸法が必要なので、波長が長くなるほど大形にしなければなりません。この「音速↑→波長↑→消音器大形」という一本の流れで3か所すべてが決まります。

覚え方

• 空気中の音速＝331.5＋0.61θ（θは摂氏温度）。係数は0.61。
• 温度上昇→音速速く→波長は長く（波長＝音速÷周波数）。
• 波長が長いほど消音器は大形（高温用ほど大きくなる）。

理解度チェック

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