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    In che modo l'umidità influisce sulla velocità del suono?

    Se hai mai visto uno sfarfallio di fulmini nel cielo notturno e poi hai contato quanti secondi ci sono voluti affinché il tuono raggiungesse le tue orecchie, sai già che la luce viaggia molto più rapidamente di suono. Ciò non significa che il suono viaggi lentamente; a temperatura ambiente un'onda sonora percorre oltre 300 metri al secondo (più di 1.000 piedi al secondo). La velocità del suono nell'aria varia in base a diversi fattori, tra cui l'umidità.
    Onde sonore

    Immagina una molecola d'aria che penetra nello spazio e si schianta contro un vicino in modo da rimbalzare l'un l'altro come un paio di gomma palle. La seconda molecola ora corre via fino a quando non si scontra con un'altra e così via. Ognuna di queste collisioni trasferisce energia dalla prima molecola alla seconda. Ecco come viaggiano le onde sonore: le molecole dell'aria vengono spinte in movimento da un disturbo come la vibrazione delle corde vocali nella gola e le collisioni trasferiscono quell'energia dal primo insieme di molecole d'aria ai loro vicini e così via verso l'esterno. In definitiva, l'onda trasferisce energia ma non importa, il che significa che è il disturbo che viaggia piuttosto che le molecole d'aria stesse.
    Velocità

    Quando parli della velocità del suono, stai parlando di come molto tempo impiega l'onda sonora o il disturbo a passare dal punto in cui ha iniziato all'orecchio. La velocità di un'onda sonora è determinata dal mezzo o materiale attraverso il quale l'onda sta viaggiando; la stessa onda andrà più veloce in elio che in aria, per esempio. Ogni materiale ha due proprietà che determinano la velocità con cui trasmette il suono: la sua densità e la sua rigidità o modulo elastico.
    Air

    La "rigidità" dell'aria o il suo modulo elastico non cambia con l'umidità. La densità, tuttavia, lo fa. All'aumentare dell'umidità, aumenta anche la percentuale di molecole d'aria che sono molecole d'acqua. Le molecole d'acqua sono molto meno massicce delle molecole di ossigeno, azoto o anidride carbonica, quindi maggiore è la frazione di aria che è costituita dal vapore acqueo, minore è la massa per unità di volume e meno densa diventa l'aria. Una densità inferiore si traduce in un viaggio più veloce delle onde sonore, quindi le onde sonore viaggiano più velocemente ad alta umidità. L'aumento di velocità, tuttavia, è molto piccolo, quindi per la maggior parte degli scopi quotidiani puoi ignorarlo. Ad aria a temperatura ambiente a livello del mare, ad esempio, il suono viaggia circa lo 0,35 percento più veloce con un'umidità del 100 percento (aria molto umida) rispetto all'umidità allo 0 percento (aria completamente secca).
    Altri fattori

    L'effetto dell'umidità sulla velocità del suono è leggermente maggiore alle basse pressioni dell'aria, come quelle che si verificano ad alta quota. A circa 6.000 metri (20.000 piedi) sul livello del mare, ad esempio, la differenza tra la velocità del suono nell'aria secca a temperatura ambiente all'umidità dello 0 percento e la stessa aria al 100 percento dell'umidità è dello 0,7 percento circa. L'aumento della temperatura aumenta anche l'effetto dell'umidità sulla velocità del suono nell'aria, sebbene l'aumento sia relativamente modesto.

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