Velocidade do son

A velocidade do son é a dinámica de propagación das ondas sonoras. Na atmosfera terrestre é de 343.2 m/s, 1 235.52 km/h (a 20 °C de temperatura).
A velocidade ou dinámica de propagación da onda sonora depende das características do medio no que se realiza dita propagación e non das características da onda ou da forza que a xera. A súa propagación nun medio tamén se usa para estudar algunhas propiedades de dito medio de transmisión.

O son é unha perturbación dun medio que ten a particularidade de ser percibida polo oído humano. Esta perturbación consiste en pequenas variacións de presión que se transmiten lonxitudinalmente (isto é a perturbación avanza no mesmo sentido en que varía a presión).

 Medios de propagación 

A velocidade do son varía dependendo do medio a través do cal viaxen as ondas sonoras.

A definición termodinámica da velocidade do son, para calquera medio, é a²=(dp/dρ)s, é dicir, a derivada parcial da presión con respecto da densidade a entropía constante.

A velocidade do son varía tamén ante os cambios de temperatura do medio. Isto débese a que un aumento da temperatura tradúcese nun aumento da frecuencia con que se producen as interaccións entre as partículas que transportan a vibración, e este aumento de actividade fai aumentar a velocidade.

Por exemplo, sobre unha superficie nevada o son é capaz de desprazarse atravesando grandes distancias. Isto é posible grazas ás refraccións producidas baixo a neve, que non é un medio uniforme. Cada capa de neve ten unha temperatura diferente. As máis profundas, onde non chega o sol, están máis frías que as superficiais e nestas capas máis frías o son propágase con menor velocidade.

En xeral, a velocidade do son é maior nos sólidos que nos líquidos e nos líquidos é maior que nos gases. Isto débese ao grao de cohesión que teñen os enlaces atómicos ou moleculares conforme ao estado da materia.

 A velocidade do son no aire (a unha temperatura de 20 °C) es de 343 m/s. Se desexamos obter a equivalencia en quilómetros por hora podemos determinala mediante a seguinte conversión física:
Velocidade do son no aire en km/h = (343 m / 1 s) · (3600 s / 1 h) · (1 km / 1000 m) = 1, 234.8 km/h.
 No aire, a 0 °C, o son viaxa a unha velocidade de 331.5 m/s (por cada grao centígrado que sobe a temperatura, a velocidade do son aumenta en 0.6 m/s)
 Na auga (a 25 °C) é de 1.493 m/s.
 Na madeira é de 3.700 m/s.
 No formigón é de 4.000 m/s.
 No aceiro é de 5.100 m/s.
 No aluminio é de 6.400 m/s.

 Velocidade do son nos gases 
Nos gases, a ecuación da velocidade do son é a seguinte:

Sendo γ o coeficiente de dilatación adiabática, R a constante universal dos gases, T a temperatura en kelvin e M a masa molar do gas.
Os valores típicos para a atmosfera estándar a nivel do mar son os seguintes:
γ = 1.4
R = 8.314 J/mol·K = 8.314 kg·m2/mol·K·s2
T = 293.15 K (20 °C)
M = 0.029 kg/mol para o aire

 Velocidade do son nos sólidos 
En sólidos a velocidade do son vén dada por:

onde E é o módulo de Young e ρ é a densidade. Con esta fórmula pódese calcular por exemplo a velocidade do son para o aceiro, que é aproximadamente de 5,148 m/s.

 Velocidade do son nos líquidos 

A velocidade do son na auga é interesante para realizar mapas do fondo do océano. En auga salgada, o son viaxa a aproximadamente 1,500 m/s e en auga doce a 1,435 m/s. Estas velocidades varían principalmente segundo a presión, temperatura e salinidade.

A velocidade do son (v) é igual á raíz cadrada do módulo de compresibilidade (K) entre a densidade (ρ).

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Avión supersónico
 Barreira do son
 Cono de Mach
 Efecto Doppler
 Enxeñaría de son
 Mach crítico
 Máchmetro
 Número de Mach
 Onda
 Onda de choque
 Onda lonxitudinal
 Onda mecánica
 Propagación
 Propagación de ondas
 Propagación do son
 Son
 Velocidade supersónica
 Ligazóns externas 
 velocidade do som 

Categoría:Son
Categoría:Aerodinámica
Categoría:Velocidade
Categoría:Dinámica de fluídos
Categoría:Magnitudes físicas