Es ist offensichtlich kein scharfer Grenzwert, aber als allgemeine Richtlinie können sich Schallwellen nicht ausbreiten, wenn ihre Wellenlänge gleich oder kleiner als der mittlere freie Weg der Gasmoleküle ist. Dies bedeutet, dass sich selbst bei willkürlich niedrigen Drücken der Schall immer noch ausbreitet, vorausgesetzt, die Wellenlänge ist lang genug. Möglicherweise streckt dies einen Punkt, aber selbst in interstellaren Gaswolken breiten sich Schallwellen (genauer Stoßwellen) aus, aber ihre Längenskala liegt in der Größenordnung von Lichtjahren.

Ich gehe davon aus, dass kein minimaler Druck vorhanden ist .

Eine Schallwelle ist eine Dichtewelle. Wenn die Partikel nahe beieinander liegen, interagieren sie aufgrund starker Kräfte wie Van-der-Waals-Kraft und Coulomb-Kraft. Die Reduzierung des Drucks bei konstantem Volumen führt zu großen Abständen zwischen den Partikeln.

Nehmen wir an, die Partikel haben einen großen Abstand und wir ignorieren sogar die noch verbleibenden schwächeren Kräfte wie die Schwerkraft. Das Gas befindet sich jetzt in einem thermodynamischen Gleichgewicht . Dann erzeugt man eine Stoßwelle, indem man zwei Partikel zusammenpresst. Diese Stoßwelle bewegt sich durch das Medium und zerfällt, wie es von Partikeln mit höherem Druck bekannt ist. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit nimmt mit dem Druck zu.

Es ist schwierig zu messen, da sich der Effekt durch zufällige thermische Bewegung der Partikel überlappt. Aber das ist eher ein technisches Problem.

Wenn Sie an solchen Fragen interessiert sind, sollten Sie sich auch das Gedankenexperiment des Maxwell-Dämons ansehen.

Effektiv Null, aber es dauert eine mentale Anstrengung, um dorthin zu gelangen.

Wenn Sie mit einem Gas zu tun haben, bedeutet niedrigerer Druck, dass es einen längeren mittleren freien Weg gibt, was bedeutet, dass die Atome / Moleküle dies können Es ist zu erwarten, dass zwischen den Kollisionen immer länger wird. Sie können dies entweder erreichen, indem Sie die Partikel weiter auseinander halten (geringere Dichte) oder indem Sie sie verlangsamen (niedrigere Temperatur). Wenn diese Zeit zwischen den Kollisionen zunimmt, sieht Ihr System eher wie ein Bündel von Partikeln aus, die sich in eine Richtung bewegen, als wie eine Gruppe von Partikeln, die hin und her "schwappen". Bei dieser Grenze des Nulldrucks erhalten Sie keine interessante Schallwellenausbreitung mehr, und ich bin mir ziemlich sicher, dass dies Ihre Intuition ist.

Flüssigkeiten hingegen sind vielversprechend . Flüssiges Helium-II (superfluides Helium) ist sehr seltsam - es kann bergauf fließen, um einem Behälter zu entkommen, und es leitet Wärme besser als jedes bekannte Material. Diese Wärmeleitung wird als durch Schall übertragen angesehen, obwohl Sie in der Literatur eher auf den Begriff "Phonon" stoßen. Phononen können bei sehr niedrigen Flüssigkeitsdrücken beobachtet werden, was bedeutet, dass sich Schall in diesem System bei sehr niedrigem Druck ausbreiten kann.

Empirisch kann die Höhe / der Druck, bei dem sich der Schall nicht mehr ausbreitet, in einer hypobaren Kammer bestimmt werden. Stellen Sie einfach ein Schallemissionsgerät mit einem Mikrofon in die Kammer. Ein Quecksilbermanometer an der Kammer kann die "Höhe" bestimmen, in der der Schall nicht mehr zum Mikrofon übertragen wird.