v =√ (γrt/m)
Dove:
* V è la velocità del suono (m/s)
* γ è l'indice adiabatico dell'aria (circa 1,4)
* r è la costante di gas ideale (8.314 J/mol · K)
* T è la temperatura dell'aria in Kelvin (K)
* m è la massa molare d'aria (circa 0,029 kg/mol)
Ecco una spiegazione passo-passo:
1. Converti la temperatura in Kelvin: Se la temperatura è data in Celsius, aggiungi 273,15 per ottenere la temperatura in Kelvin.
2. Collega i valori: Sostituisci i valori di γ, R, T e M nella formula.
3. Calcola la velocità: Valuta l'espressione per ottenere la velocità del suono in metri al secondo.
Esempio:
Diciamo che la temperatura dell'aria è di 20 ° C.
1. Converti in Kelvin: 20 ° C + 273,15 =293,15 K
2. Plug in valori: V =√ (1.4 * 8.314 J/mol · K * 293,15 K/0,029 kg/mol)
3. Calcola la velocità: V ≈ 343,2 m/s
Nota:
* La formula presuppone che l'aria sia asciutta e alla pressione atmosferica standard.
* La velocità del suono aumenta con la temperatura.
* Questa formula fornisce una buona approssimazione per la velocità del suono nell'aria, ma potrebbe non essere accurato in tutte le condizioni.
Altri fattori che possono influenzare la velocità del suono:
* Umidità: L'umidità maggiore aumenta la velocità del suono.
* Vento: Il vento può influenzare l'apparente velocità del suono, rendendolo più veloce o più lento a seconda della direzione del vento.
* Altitudine: La velocità del suono diminuisce con l'altitudine a causa della minore densità d'aria.
