Velocità del Suono nel Gas

La velocità del suono in un gas ideale è data dalla relazione

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• R = costante universale dei gas = 8.314 J/mol K,
• T = temperatura assoluta
• M = peso molecolare del gas in kg/mol
• γ = costante adiabatica, caratteristiche di un gas specifico

Per aria, costante adiabatica γ = 1.,4 e la massa molecolare media per aria secca è 28.95 gm / mol. Questo porta a

Fare questo calcolo per l’aria a 0°C dà vsound = 331.39 m/s e a 1°C dà vsound = 332.00 m / s., Questo porta ad un comunemente usato formula approssimativa per la velocità del suono nell’aria:

Per temperature temperatura ambiente, la velocità del suono in aria, può essere calcolato da questa comoda relazione approssimativa, ma più in generale il rapporto è necessario per i calcoli in elio o di altri gas.

Il calcolo di cui sopra è stato fatto per l’aria secca, e il contenuto di umidità nell’aria dovrebbe aumentare leggermente la velocità del suono perché il peso molecolare del vapore acqueo è 18 rispetto a 28.,95 per aria secca. Un peso molecolare medio rivisto potrebbe essere calcolato in base alla pressione di vapore dell’acqua nell’aria. Tuttavia, l’ipotesi di una costante adiabatica di γ = 1.4 utilizzata nel calcolo si basa sulle molecole biatomiche N2 e O2 e non si applica alle molecole d’acqua. Quindi la modellazione dettagliata dell’effetto del vapore acqueo sulla velocità del suono dovrebbe stabilirsi su un valore appropriato di γ da usare.