Äänen nopeus

Äänen nopeus ilmassa on noin 343 metriä sekunnissa eli 1 235 km/h (20 °C) taajuudesta riippumatta. Äänen nopeus vaihtelee kaikissa olomuodoissa materiaalista riippuen. Levymäisillä rakenteilla äänen nopeus riippuu taajuudesta. 

Seuraavassa äänen nopeuksia (m/s) joissakin materiaaleissa lämpötilassa 20 °C, ellei toisin mainita:
 beryllium: 12 550
 rauta: 5 120
 alumiini: 5 080
 graniitti: 4 000
 lasi: 4 000–5 000
 betoni: 4 300
 tiili: 3 650
 puu: 3 500
 jää (−4° C): 3 280
 vesi (l): 1 403–1 543
 korkki: 500
 ilma: 343
Äänen nopeus ilmassa on suoraan verrannollinen lämpötilaan; se kasvaa noin 0,6 m/s celsiusastetta kohden. 

Äänen nopeus riippuu muun muassa lämpötilasta. Äänen nopeus on lämpöliikkeen nopeus kappaleessa. Jos jokin aalto etenee kappaleesta ääntä nopeammin, se on iskuaalto. Meressä äänen nopeus on riippuvainen paineesta, lämpötilasta ja suolaisuudesta.

Äänen nopeus kaasussa 

Äänen nopeuden yhtälö on
,
jossa
 on adiabaattinen vakio,
 kaasun paine ja
 kaasun tiheys.

Ideaalikaasulle:
,
jossa
 on kaasuvakio (287,05 J/(kg·K) ilmalle, jonka moolimassa on noin 29), yleinen kaasuvakio  on 8,314472[15] J · K−1 · mol−1,
 adiabaattinen vakio (ilmalle 1,402), joskus käytetään merkintää , ja
 lämpötila kelvineinä.

Ideaalikaasun molekyylien keskinopeus 

Äänen nopeus kaasussa on sama kuin ideaalikaasun molekyylien keskinopeus. Ideaalisen kaasumolekyylin keskinopeus  voidaan laskea seuraavasti:
,
jossa
 on Boltzmannin vakio,
 keskilämpötila kelvineissä ja
 kaasumolekyylin keskimääräinen massa.

Kaavasta voidaan kehittää likiarvo molekyylimassan funktiona:
,
jossa  on molekyylimassa. Esimerkiksi vedylle se on 1,008.

Usein kirjoitetaan , jossa nopeus  on yksikössä m/s, lämpötila  kelvineinä ja  on molekyylimassa. Todennäköisimmät kaasuhiukkasten nopeudet ovat 81,6 % tästä ja keskimääräiset nopeudet 92,1 % tästä. Kaasuhiukkasten nopeusjakauma riippuu Maxwellin–Boltzmannin nopeusjakaumasta.

Lähteet 

Akustiikka
Nopeusyksiköt
Seulonnan keskeiset artikkelit