Что считает этот калькулятор
Скорость звука в воздухе зависит главным образом от температуры. Этот калькулятор показывает скорость звука для любой введённой вами температуры воздуха и выдаёт результат сразу в трёх единицах: метрах в секунду (м/с), километрах в час (км/ч) и милях в час (mph). В основе расчёта — стандартная формула для сухого воздуха на уровне моря. Инструмент пригодится для решения задач по физике, в акустике, при работе со звуком и просто из любопытства.
Как пользоваться
Введите температуру воздуха в градусах Цельсия и сразу увидите скорость звука. Отрицательные значения тоже допустимы — например, −20 °C в морозный день. Калькулятор корректно обрабатывает значения во всём привычном диапазоне атмосферных температур.
Разбор формулы
Зависимость описывается выражением
$$v = 331{,}3 \times \sqrt{1 + \frac{T}{273{,}15}}$$где \(T\) — температура в °C. Константа 331,3 м/с — это скорость звука при 0 °C. Множитель \(\left(1 + \frac{T}{273{,}15}\right)\) переводит температуру по Цельсию в отношение к абсолютному нулю (в кельвинах это \(T + 273{,}15\)), а квадратный корень отражает тот факт, что скорость звука пропорциональна корню из абсолютной температуры. Часто используют и более простое линейное приближение \(v \approx 331{,}3 + 0{,}606 \cdot T\) — оно хорошо совпадает с точной формулой вблизи комнатной температуры.
Пример расчёта
Пусть \(T = 20\) °C: \(1 + \frac{20}{273{,}15} = 1{,}07322\). Квадратный корень равен 1,03597, поэтому
$$v = 331{,}3 \times 1{,}03597 \approx 343{,}2 \ \text{м/с}$$Это примерно 1235,6 км/ч или 767,8 mph — то самое привычное значение скорости звука при комнатной температуре.
Частые вопросы
Влияет ли влажность на результат? Немного. Во влажном воздухе звук распространяется чуть быстрее, чем в сухом, но эффект невелик — несколько м/с. Этот калькулятор исходит из сухого воздуха.
А высота или давление? Для идеального газа само по себе изменение давления не меняет скорость звука — главным фактором остаётся температура, поэтому в формуле используется только \(T\).
Почему при 0 °C скорость ровно 331,3 м/с? Это измеренная скорость звука в сухом воздухе при 0 °C и стандартном давлении, которую принимают за опорное (базовое) значение.
