Съдържание
Ако някога сте гледали как светкавица мига в нощното небе и след това преброите колко секунди са ви необходими, за да гръмът да достигне до ушите ви, вече знаете, че светлината пътува много по-бързо от звука. Това не означава, че и звукът пътува бавно; при стайна температура звукова вълна се движи с над 300 метра в секунда (повече от 1000 фута в секунда). Скоростта на звука във въздуха варира в зависимост от няколко фактора, включително влажност.
Звукови вълни
Представете си въздушна молекула, която се движи в космоса и се блъсне в съсед, така че те да отскачат една от друга като чифт гумени топки. Втората молекула сега се втурва, докато не се сблъска с друга и т.н. Всеки от тези сблъсъци предава енергия от първата молекула във втората. Ето как пътуват звуковите вълни: въздушните молекули са принудени да се движат от нарушение като вибрацията на гласните струни в гърлото ви и сблъсъците прехвърлят тази енергия от първия набор от въздушни молекули на техните съседи и така нататък навън. В крайна сметка вълната предава енергия, но не и материя, което означава, че това е нарушението, което пътува, а не самите молекули на въздуха.
скорост
Когато говорите за скоростта на звука, вие говорите колко време отнема звуковата вълна или смущения да отидат от мястото, където е започнало до ухото ви. Скоростта на звукова вълна се определя от средата или материала, през който вълната преминава; например същата вълна ще отиде по-бързо в хелия, отколкото във въздуха. Всеки материал има две свойства, които определят колко бързо предава звук: неговата плътност и неговата твърдост или модул на еластичност.
Въздух
"Твърдостта" на въздуха или неговия еластичен модул не се променя с влажността. Плътността обаче го прави. С увеличаването на влажността се увеличава и процентът на въздушните молекули, които са водни молекули. Водните молекули са много по-малко масивни от молекулите на кислород, азот или въглероден диоксид и затова колкото по-голяма е фракцията въздух, която се състои от водна пара, толкова по-малка е маса на единица обем и толкова по-малко гъст става въздухът. По-ниската плътност се превръща в по-бързо пътуване на звуковата вълна, така че звуковите вълни пътуват по-бързо при висока влажност. Увеличението на скоростта обаче е много малко, така че за повечето ежедневни цели можете да го игнорирате. В атмосферния въздух на стайна температура, например, звукът пътува с около 0,35% по-бързо при 100% влажност (много влажен въздух), отколкото при 0% влажност (напълно сух въздух).
Други фактори
Ефектът на влажността върху скоростта на звука е малко по-голям при по-ниски налягания на въздуха, като тези, които изпитвате на голяма надморска височина. Например на около 6000 метра надморска височина, разликата между скоростта на звука в стайна температура сух въздух при 0% влажност и същия въздух при 100% влажност е около 0,7%. Повишаването на температурата също увеличава ефекта на влажността върху скоростта на звука във въздуха, въпреки че отново увеличението е сравнително скромно.