Calculadora de la velocidad del sonido

Esta calculadora de la velocidad del sonido te ayuda a entender qué es la velocidad del sonido y a determinar la velocidad del sonido en el aire y en el agua.

No todo el mundo sabe que la velocidad del sonido depende de la temperatura: mientras más alta sea la temperatura del aire, más rápido se propaga el sonido.

Para calcular la velocidad del sonido en el agua, solo tienes que seleccionar la temperatura — ya sea en grados Fahrenheit (°F) o Celsius (°C). También puedes elegir la unidad que prefieras — con esta herramienta, puedes encontrar la velocidad del sonido en km/h, m/s, ¡o incluso en nudos!

El aire es casi un gas ideal. La fórmula de la velocidad del sonido en los gases ideales es:

donde:

• $c$ - Velocidad de propagación del sonido en un gas ideal;
• $R$ - Constante molar de los gases, aproximadamente 8.3145 J-mol^-1-K^-1;
• $\gamma$ - Índice adiabático, aproximadamente 1.4 para el aire;
• $T$ - Temperatura absoluta;
• $M$ - La masa molar del gas. Para el aire seco es de aproximadamente 0.0289645 kg/mol

Sustituyendo los valores para el aire, tenemos la fórmula de la velocidad del sonido en metros por segundo simplificada:

donde $T$ está en °C.

¿Te has dado cuenta de algo interesante? Cuando se trata de gases, la velocidad del sonido depende de​ sólo dos constantes ($\gamma$ y $R$) y de la temperatura, pero no de la presión ni de la densidad del aire, como a veces se afirma.
La humedad del aire también tiene un efecto sobre la velocidad del sonido, pero su influencia es tan pequeña que puede despreciarse. ¡La temperatura es el único factor importante!

El valor más utilizado es 1482 m/s o, si prefieres la velocidad del sonido en km/h, 5335 km/h (para 20 °C). Sin embargo, no existe una fórmula fácil para la velocidad del sonido en el agua. Muchos autores derivaron ecuaciones a partir de datos experimentales, pero las ecuaciones son complicadas, y siempre contienen polinomios de órdenes altos y muchos coeficientes.

Los datos de nuestra calculadora para la velocidad en el agua proceden de las tablas de velocidad del sonido en el agua. La velocidad del sonido en el agua es un parámetro importante en la investigación con sonar y en la oceanografía acústica. Sin embargo, la fórmula para el agua de mar es aún más compleja, ya que la velocidad del sonido también cambia con la salinidad.

Calculemos cómo se propaga el sonido en agua muy fría de las actividades de natación invernales.

1. Elige la sección que necesites: la velocidad del sonido en el agua o en el aire. En nuestro caso es agua, así que utilizaremos la parte inferior de la calculadora.

2. Elige la unidad de temperatura. Tomemos los grados Fahrenheit.

3. Selecciona la temperatura de una lista desplegable. Tomemos estos gélidos 4.4 °C.

4. La calculadora de la velocidad del sonido muestra la velocidad del sonido en el agua; es de 1424 m/s.

5. Comparémoslo con 32.2 °C (temperatura de baño caliente). Esta vez la velocidad es igual a 1512 m/s. Recuerda que siempre puedes cambiar las unidades de la velocidad del sonido: mph, ft/s, m/s, km/h, incluso a nudos si lo deseas. Por ejemplo, si utilizamos la velocidad del sonido en km/h, el resultado sería 5443 km/h.

Ahora que ya conoces la velocidad, calcula el tiempo o la distancia con esta calculadora de velocidad. Además, puedes comprobar a qué distancia está la tormenta con nuestra calculadora de la distancia del rayo, la velocidad del sonido en el aire es un factor importante para ese cálculo.