Velocidade do son

A velocidade do son é a dinámica de propagación das ondas sonoras. Na atmosfera terrestre é de 343. 2 m/s, 1235. 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: v
γ R T M {\displaystyle v
{\sqrt {\frac {\gamma {R}{T}}{M}}}} 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: v s
E ρ {\displaystyle v_{s}
{\sqrt {\frac {E}{\rho }}}} 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). v
K ρ {\displaystyle v
{\sqrt {\frac {K}{\rho }}}}