音波の伝搬に関する次の記述の中から、誤っているものを一つ選べ。…
音響・振動概論及び音圧レベル・振動加速度レベルの計量 環音 問1
音波の伝搬に関する次の記述の中から、誤っているものを一つ選べ。
- (1)温度が同じであれば、空気より密度の大きい気体中の音の速さは、空気中より速い。
- (2)同じ気体であれば、温度が低いほど音の速さは遅くなる。
- (3)温度0 ℃、気圧101.325 kPa、相対湿度50 ％における空気中の音の速さは、約331.5 m/s である。
- (4)水中の音の速さは、20 ℃で約1.5 km/s である。
- (5)縦波の速さは、空気中よりも固体中のほうが速い。
正答 (1)
正答は (1)。密度の大きい気体中の音は、空気中より遅くなります。
理想気体中の音の速さ c は、次の式で表されます。
c ＝ √(γRT ／ M)
（γ：比熱比、R：気体定数、T：絶対温度、M：モル質量）
同じ温度・同じ圧力なら、密度の大きい気体はモル質量 M が大きいので、比熱比が同じ程度であれば、音の速さは遅くなります。たとえば二酸化炭素（M ≒ 44 g/mol）中の音は空気（M ≒ 29 g/mol）中より遅く、逆にヘリウム中ではずっと速くなります。
【ほかの選択肢】
(2) 式のとおり c は √T に比例するので、温度が低いほど遅くなります。空気では、おおよそ c ≒ 331.5 ＋ 0.6t（t は ℃）です 正しい
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(3) 0 ℃の空気中の音の速さは約 331.5 m/s です 正しい
(4) 水中の音の速さは約 1500 m/s（1.5 km/s）で、空気中の4倍以上です 正しい
(5) 固体は体積の変化に対する抵抗（弾性率）が大きく、縦波は空気中よりずっと速く伝わります。鋼では約 5000〜6000 m/s です 正しい
【ポイント】
音の速さは「媒質の硬さ（弾性）÷ 密度」の平方根で決まります。
密度だけで判断せず、気体ではモル質量と温度で考えます。
出典：計量士 第76回（2025年12月実施）（経済産業省 公表試験問題）出典元ページ
最終更新日
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