prędkość dźwięku w gazach

prędkość dźwięku w gazie idealnym jest określona przez zależność

Pokaż

• r = uniwersalna stała gazu = 8,314 J/mol K,
• t = temperatura bezwzględna
• m = masa cząsteczkowa gazu w kg/mol
• γ = stała adiabatyczna, charakterystyczna dla danego gazu

Dla powietrza, stała adiabatyczna γ = 1.,4, a średnia masa cząsteczkowa dla suchego powietrza wynosi 28,95 gm / mol. Prowadzi to do

wykonanie tych obliczeń dla powietrza w temperaturze 0°C daje vsound = 331.39 m/s, a w temperaturze 1°C daje vsound = 332.00 m/s., Prowadzi to do powszechnie używanego przybliżonego wzoru prędkości dźwięku w powietrzu:

dla temperatur zbliżonych do temperatury pokojowej prędkość dźwięku w powietrzu można obliczyć na podstawie tej wygodnej przybliżonej zależności, ale bardziej ogólna zależność jest potrzebna do obliczeń w Helu lub innych gazach.

powyższe obliczenia przeprowadzono dla suchego powietrza, a zawartość wilgoci w powietrzu powinna nieznacznie zwiększyć prędkość dźwięku, ponieważ masa cząsteczkowa pary wodnej wynosi 18 w porównaniu do 28.,95 dla suchego powietrza. Skorygowaną średnią masę cząsteczkową można obliczyć na podstawie ciśnienia pary wody w powietrzu. Jednak założenie stałej adiabatycznej γ = 1,4 stosowane w obliczeniach opiera się na dwuatomowych cząsteczkach N2 i O2 i nie ma zastosowania do cząsteczek wody. Tak więc szczegółowe modelowanie wpływu pary wodnej na prędkość dźwięku musiałoby osadzić się na odpowiedniej wartości γ do wykorzystania.