Как найти скорость звука в воздухе

Есть два основных способа:

1. Теоретически по температуре (самый простой способ)

• Формула для идеального сухого воздуха: a = sqrt(γ · R · T), где
  • γ ≈ 1.4 (диатомные молекулы воздуха),
  • R ≈ 287 Дж/(кг·К) – удельная газовая постоянная воздуха,
  • T – абсолютная температура воздуха (К).
• Как посчитать:
  • Переведите температуру в Кельвины: T_K = T_C + 273.15.
  • Вычислите: a ≈ sqrt(1.4 · 287 · T_K) ≈ 20.05 · sqrt(T_K) м/с.
• Быстрая приближённая формула по температуре (м/с):
  • a ≈ 331.3 + 0.6 · T_C.
• Пример: при T_C = 25°C → T_K ≈ 298 К → a ≈ sqrt(1.4·287·298) ≈ 346 м/с (прибл.), или по формуле ≈ 331.3 + 0.6·25 ≈ 346 м/с.

2. Экспериментально по времени полета

• Измерьте расстояние L между источником и приемником (или между источником и стеной).
• Излучите короткий сигнал и зафиксируйте время t до его появления (или эхо).
• Скорость v = L / t (или v = 2L / t для эха).
• Пример: L = 50 м, времени до эха t ≈ 0.29 с → v ≈ 2·50 / 0.29 ≈ 345 м/с.

Примечания

• Основной фактор — температура: скорость растёт с температурой примерно как корень из T. Влажность и давление влияют слабо по сравнению с температурой.
• Приближённые значения: при 0°C около 331 м/с, при 20°C около 343–344 м/с, при 40°C около 355 м/с.

Если скажете температуру, влажность и давление, могу посчитать более точное значение по нужной формуле. Также могу помочь спланировать простой эксперимент.