Velocidad del sonido

La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas de presión longitudinales que constituyen el sonido. Esta velocidad varía dependiendo del medio a través del cual viajan las ondas sonoras. Aparte del interés del estudio del propio sonido su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión (ej. ver artículo sodio). La velocidad del sonido no depende del tono o longitud de onda pero si su atenuación.

Más comúnmente el término se aplica a la velocidad del sonido en el aire. En este caso las propiedades físicas del aire, su presión y humedad por ejemplo, son factores que afectan la velocidad. Una velocidad aproximada (en metros/segundo) puede ser calculada mediante la siguiente fórmula empírica:

donde es la temperatura en grados celsius; .

Una ecuación más exacta, referida normalmente como velocidad adiabática del sonido, viene dada por la fórmula siguiente:

donde R es la constante de los gases, m es el peso molecular promedio del aire (R/m = 287 J/kgK para el aire), κ es la razón de los calores específicos (κ=c_p/c_v siendo igual a 1,4 para el aire), y T es la temperatura absoluta en kelvin. En una atmósfera estándar se considera que T es 293,15 K, dando un valor de 343 m/s ó 1235 kilómetros/hora. Esta fórmula supone que la transmisión del sonido se realiza sin pérdidas de energía en el medio, aproximación muy cercana a la realidad.

En sólidos la velocidad del sonido está dada por:

donde E es el módulo de Young y es la densidad. De esta manera se puede calcular la velocidad del sonido para el acero que es aproximadamente de 5100 m/s.

La velocidad del sonido en el agua es de interés para realizar mapas del fondo del océano. En agua salada, el sonido viaja a aproximadamente 1500 m/s y en agua dulce a 1435 m/s. Estas velocidades varían debido a la presión, profundidad, temperatura, salinidad y otros factores.

Ver también

• Sonido
• Efecto Doppler
• Número de Mach