¿Cómo varía la velocidad del
sonido en el aire con la temperatura de éste y por
qué??
Estrella.
La velocidad del sonido en un
fluido viene dado por v=Raiz(Q/d) donde Q es el modulo
de compresibilidad (Q=-1/V ·dV/dp) y d la densidad.
Como el aire es un gas y las variaciones de presión
debidas al sonido son muy rápidas, el módulo de
compresibilidad que hay que aplicar es el
correspondiente a los procesos adiabáticos,
p·V^q=cte (V^q=Volumen elevado q) resultando
tras derivar y sustituir: v=Raiz(q·p/d) donde empleo
q en lugar de gamma y que para el aire, como gas
diatómico, vale 1.4. Si aplicamos ahora que p·V=
n·R·T y siendo d=m/V=n·M/V con M= peso molecular se
obtiene la fórmula que nos interesa para tu pregunta:
v=Raiz(q·R·T/M)
que nos indica que la velocidad del sonido en el
aire crece con la raiz cuadrada de la temperatura
absoluta.
En forma cualitativa se podría decir que cuando
aumenta la temperatura, las moleculas se mueven más
rápido y de esa forma la transferencia de
información (variaciones de presión) de un elemento
de volumen a los de al lado se produce más
rapidamente, por lo que aumenta la velocidad de
propagación.
Antonio Gros. Ceuta (España)
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