Calculadora de velocidade do som e comprimento de onda

Velocidade do som no ar

O som se propaga no ar como uma onda de pressão, e sua velocidade depende da temperatura do ar. Tratando o ar seco como gás ideal:

v = √(γ × R × T / M)

Aqui, γ = 1,4 é a razão entre os calores específicos do ar, R = 8,314 J/(mol·K) é a constante dos gases, M = 0,0289644 kg/mol é a massa molar do ar e T é a temperatura em kelvin. Para temperaturas do dia a dia, a forma aproximada v ≈ 331,3 + 0,606 × T (T em graus Celsius) é suficiente.

Resultados: 331,3 m/s a 0 °C, 340,3 m/s a 15 °C, 343,2 m/s a 20 °C e 349,0 m/s a 30 °C. A velocidade do som não depende da pressão do ar nem da frequência do som.

Comprimento de onda

O comprimento de onda é a velocidade dividida pela frequência: λ = v / f. A 20 °C, um tom de 440 Hz tem comprimento de onda de 343,2 / 440 = 0,78 m.

A que distância está o raio?

A luz chega quase instantaneamente, enquanto o som percorre cerca de 340 metros por segundo. Conte os segundos entre o relâmpago e o trovão e multiplique pela velocidade do som. Três segundos correspondem a aproximadamente um quilômetro.

Eco

Quando o som é refletido por um obstáculo, ele percorre a distância duas vezes. Para um obstáculo à distância d, o eco chega após 2 × d / v. O sonar e a medição de distância por ultrassom usam esse princípio.

Limites

O cálculo considera ar seco. A umidade aumenta ligeiramente a velocidade do som, em menos de meio por cento à temperatura ambiente. O vento altera a velocidade do som em relação ao solo. O valor de 1482 m/s para a água é aproximado e corresponde à água doce a 20 °C. Para sólidos e outros gases, insira a velocidade.

Perguntas frequentes

Como calcular a velocidade do som no ar pela temperatura?

Como exemplo, para ar seco a 0 °C, a equação da velocidade do som em um gás ideal fornece uma velocidade de propagação de 331,3 m/s. A equação usa a temperatura absoluta e as propriedades do gás, considera ar seco em repouso e não inclui efeitos de umidade ou vento. Outros meios exigem sua própria velocidade do som.

Calcular com estes valores