この計算ツールでできること
空気中の音速は、ほぼ気温だけで決まります。この計算ツールは理想気体の関係式 \(a = \sqrt{\gamma R T}\) を用いて、ある気温における音波の伝わる速さを計算し、結果をメートル毎秒（m/s）、時速キロメートル（km/h）、時速マイル（mph）で表示します。物理を学ぶ学生、音響に関心のある方、音速に関わる条件を見積もりたいエンジニアの方に役立ちます。
使い方
空気の温度を摂氏（℃）で入力します。初期値の比熱比 \(\gamma = 1.4\) と比気体定数 \(R = 287.05 \ \text{J/kg}\cdot\text{K}\) は乾燥空気を表しているので、多くの場合はそのままで問題ありません。「計算」を押すと音速の結果が表示されます。別の気体や湿った空気を扱う場合は、\(\gamma\) と \(R\) を調整してください。
計算式の解説
空気を理想気体とみなすと、音は断熱的な圧縮波として伝わります。波の速さは
$$a = \sqrt{\gamma R T}$$で表され、\(\gamma\) は比熱比、\(R\) はその気体の比気体定数、\(T\) は絶対温度（ケルビン）です。温度が平方根の中に入っているため、空気が暖まると音速はゆるやかに上昇します。室温付近では摂氏1度あたりおよそ 0.6 m/s の割合です。
計算例
20 ℃ の場合、\(T = 20 + 273.15 = 293.15 \ \text{K}\) となります。\(\gamma = 1.4\)、\(R = 287.05 \ \text{J/kg}\cdot\text{K}\) を用いると、
$$a = \sqrt{1.4 \times 287.05 \times 293.15} = \sqrt{117{,}808} \approx 343.23 \ \text{m/s}$$これは室温における音速としてよく知られた値です。
よくある質問
なぜ暖かい空気では音が速く伝わるのですか？ 暖かい空気の分子は速く運動するため、圧力の変化をより速く伝えます。そのため温度が高いほど音速も大きくなります。
気圧は音速に影響しますか？ 理想気体では影響しません。圧力は式の中で打ち消し合うためです。音速に関わるのは温度（および \(\gamma\) と \(R\) で表される気体の組成）だけです。
空気にはどんな値を使えばよいですか？ 標準状態の乾燥空気では \(\gamma \approx 1.4\)、\(R \approx 287.05 \ \text{J/kg}\cdot\text{K}\) を使います。湿った空気では音速がわずかに速くなります。
