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Schallgeschwindigkeit Rechner

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Schallgeschwindigkeit in der LuftGeschwindigkeit des Schalls im WasserWie benutze ich den Rechner für die Schallgeschwindigkeit?FAQs

Dieser Schallgeschwindigkeitsrechner bestimmt die Schallgeschwindigkeit in der Luft und im Wasser.

Nicht jeder weiß, dass die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur abhängt — je höher die Lufttemperatur, desto schneller kann sich der Schall ausbreiten.

Um die Schallgeschwindigkeit im Wasser zu berechnen, wähle einfach die Temperatur in Celsius °C oder Fahrenheit °F. Du kannst auch die gewünschte Einheit wählen. Mit diesem Tool kannst du die Geschwindigkeit des Schalls in mph, ft/s oder sogar in Knoten ermitteln!

Schallgeschwindigkeit in der Luft

Luft ist fast ein ideales Gas. Die Formel für die Schallgeschwindigkeit in idealen Gasen lautet:

c=γRTM,c = \sqrt{\frac{\gamma R T}{M}},

wobei:

  • cc — Geschwindigkeit des Schalls in einem idealen Gas;
  • RR — Allgemeine Gaskonstante, etwa 8,3145 J·mol-1^·K-1;
  • γ\gamma — Isentropenexponent, ungefähr 1,4 für Luft;
  • TT — Absolute Temperatur; und
  • MM — Die molare Masse des Gases. Für trockene Luft beträgt sie etwa 0,0289645 kg/mol.

Setzt man die Werte für Luft ein, erhält man die vereinfachte Formel für die Schallgeschwindigkeit in m/s:

cair=331, ⁣3×1+T273, ⁣15,c_{\text{air}} = 331,\!3 \times \sqrt{\frac{1 + T}{273,\!15}},

wobei TT in °C angegeben ist.

Ist dir etwas Interessantes aufgefallen? Die Geschwindigkeit des Schalls im Gas hängt nur von zwei Konstanten — γ\gamma und RR — und von der Temperatur ab, aber nicht vom Luftdruck oder der Dichte, wie manchmal behauptet wird. Auch die Luftfeuchtigkeit wirkt sich auf die Schallgeschwindigkeit aus, aber der Einfluss ist so gering, dass er vernachlässigt werden kann. Die Temperatur ist der einzige wichtige Faktor!

Geschwindigkeit des Schalls im Wasser

Der am häufigsten verwendete Wert ist 1482 m/s (für 20 °C); eine einfache Formel für die Geschwindigkeit des Schalls in Wasser gibt es jedoch nicht. Viele Autoren haben Gleichungen aus experimentellen Daten abgeleitet, aber die Gleichungen sind kompliziert und enthalten immer Polynome höherer Ordnung und eine Vielzahl von Koeffizienten.

Die Daten in unserem Rechner für die Geschwindigkeit im Wasser stammen aus den Schallgeschwindigkeitsdiagrammen im Wasser. Die Geschwindigkeit des Schalls im Wasser ist ein wichtiger Parameter in der Sonarforschung und der akustischen Ozeanografie. Die Formel für Meerwasser ist jedoch noch komplexer, da sich die Geschwindigkeit des Schalls auch mit dem Salzgehalt ändert.

💡 Wie sieht es mit der Geschwindigkeit des Schalls in Festkörpern aus? Unser Schallgeschwindigkeit in Festkörpern Rechner 🇺🇸 hilft dir, sie zu berechnen.

Wie benutze ich den Rechner für die Schallgeschwindigkeit?

Rechnen wir aus, wie sich der Schall in kaltem Wasser ausbreitet — und zwar wirklich kalt, wie beim Schwimmen im Winter.

  1. Wähle den Abschnitt aus, den du brauchst — die Geschwindigkeit des Schalls in Wasser oder Luft. In unserem Fall ist es Wasser, also benutzen wir den unteren Teil des Rechners.

  2. Wähle die Einheit für die Temperatur. Nehmen wir Grad Celsius.

  3. Wähle die Temperatur aus einer Dropdown-Liste. Nimm diese eisig kalten 5°C.

  4. Der Schallgeschwindigkeitsrechner zeigt die Geschwindigkeit des Schalls im Wasser an; sie beträgt 1427 m/s.

  5. Vergleichen wir das mit 20°C (warme Badetemperatur). In diesem Fall beträgt die Geschwindigkeit 1481 m/s. Vergiss nicht, dass du die Einheiten der Schallgeschwindigkeit jederzeit ändern kannst: mph, ft/s, m/s, km/h und sogar in Knoten, wenn du möchtest.

Da du nun die Geschwindigkeit kennst, kannst du die Zeit oder die Entfernung mit diesem Durchschnittsgeschwindigkeit Rechner berechnen. Außerdem kannst du mit unserem Blitzentfernung Rechner überprüfen, wie weit das Gewitter entfernt ist — die Geschwindigkeit des Schalls in der Luft ist ein wichtiger Faktor für diese Berechnung.

FAQs

Wie berechne ich die Geschwindigkeit des Schalls in Luft bei einer bestimmten Temperatur?

Um die Geschwindigkeit des Schalls in der Luft zu bestimmen, gehst du folgendermaßen vor:

  1. Wenn du die Temperatur der Luft in °C oder °F angibst, musst du sie zunächst in Kelvin umrechnen.
  2. Füge 1 zur Temperatur in Kelvin hinzu und ziehe die Quadratwurzel.
  3. Multipliziere das Ergebnis aus Schritt 2 mit 331,3.
  4. Du hast soeben die Schallgeschwindigkeit in der Luft in m/s bestimmt — Super gemacht!

Wie ändert sich die Geschwindigkeit des Schalls mit der Temperatur?

Die Geschwindigkeit des Schalls steigt mit zunehmender Temperatur der Luft. Die genaue Formel lautet:

c_Luft = 331,3 ∙ √(1 + T/273,15),

wobei T die Temperatur der Luft in °C ist. Diese Formel ergibt die Geschwindigkeit in m/s.

Wie hoch ist die Geschwindigkeit des Schalls in der Luft?

Bei einer Lufttemperatur von 20°C beträgt die Geschwindigkeit des Schalls:

  • 343,14 m/s;
  • 1235,3 km/h;
  • 1125,8 ft/s; oder
  • 767,6 mph.

Du kannst diese Ergebnisse mit der Formel c_Luft = 331,3 ∙ √(1 + T/273,15) ableiten, wobei T = 20°C ist. Das Ergebnis ist in m/s, und du kannst es bei Bedarf in andere Geschwindigkeitseinheiten umrechnen.

Wie hoch ist die Geschwindigkeit des Schalls im Wasser?

Bei einer Wassertemperatur von 20°C beträgt die Geschwindigkeit des Schalls:

  • 1481 m/s;
  • 5332 km/h;
  • 4859 ft/s; oder
  • 3313 mph.

Speed of sound in dry air

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