Velocidad del Sonido en Gases
La velocidad del sonido en un gas ideal está dada por la fórmula
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- R = La constante de gas universal = 8,314 J/mol K,
- T = La temperatura absoluta
- M = El peso molecular del gas en kg/mol
- γ = la constante adiabática, característica del gas específico
Para el aire, la constante adiabática γ = 1,4 y la masa molecular media del aire seco es 28,95 gm/mol. Esto nos lleva a
Haciendo esta cálculo para el aire a 0ºC, da vsonido = 331,39 m/s y a 1°C da vsonido = 332,00 m/s. Esto nos lleva a la fórmula aproximada generalmente utilizada para la velocidad del sonido en el aire:
Para temperaturas cercanas a la temperatura ambiente, la velocidad del sonido en el aire se puede calcular por esta conveniente fórmula aproximada, pero se requiere la fórmula mas general para el cálculo en el helio u otros gases.
El cálculo anterior se hizo para el aire seco, y sería de esperar que el contenido de humedad en el aire aumente la velocidad del sonido ligeramente, debido a que el peso molecular del vapor de agua es 18 en comparación con 28,95 para el aire seco. Se puede calcular un revisado peso molecular medio, basado en la presión de vapor del agua en el aire. Sin embargo, la suposición de una constante adiabática de γ = 1,4 usada en el cálculo, está basada en las moléculas diatómicas N2 y O2 y no se aplica a las moléculas del agua. Así, el modelado detallado del efecto de vapor de agua sobre la velocidad del sonido tendría que establecerse con el uso de un valor apropiado de γ.
| Tabla de Velocidades del Sonido |
Conceptos de Propagación de Ondas
Conceptos de Propagación de Sonidos
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