Công Cụ Này Làm Gì
Tốc độ âm thanh trong không khí phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ. Máy tính này cho biết tốc độ âm thanh ứng với bất kỳ nhiệt độ không khí nào bạn nhập vào, đồng thời hiển thị kết quả theo mét trên giây (m/s), kilômét trên giờ (km/h) và dặm trên giờ (mph). Công cụ sử dụng công thức gần đúng chuẩn cho không khí khô ở mực nước biển, rất phù hợp để làm bài tập vật lý, nghiên cứu âm học, kỹ thuật âm thanh hay đơn giản là thỏa mãn sự tò mò.
Cách Sử Dụng
Nhập nhiệt độ không khí theo độ C và đọc ngay tốc độ âm thanh tương ứng. Bạn có thể nhập cả nhiệt độ âm (ví dụ −20 °C vào một ngày lạnh giá). Máy tính xử lý được mọi giá trị trong khoảng nhiệt độ khí quyển thông thường.
Giải Thích Công Thức
Mối quan hệ được biểu diễn bằng công thức $$v = 331{,}3 \times \sqrt{1 + \dfrac{T}{273{,}15}}$$ trong đó \(T\) là nhiệt độ tính theo °C. Hằng số 331,3 m/s là tốc độ âm thanh ở 0 °C. Biểu thức \(\left(1 + \dfrac{T}{273{,}15}\right)\) chuyển đổi nhiệt độ Celsius thành tỷ lệ so với độ không tuyệt đối (theo kelvin, tức \(T + 273{,}15\)), còn căn bậc hai thể hiện việc tốc độ âm thanh tỷ lệ với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối. Một cách gần đúng tuyến tính đơn giản hơn thường dùng là \(v \approx 331{,}3 + 0{,}606 \cdot T\), cho kết quả khá sát ở mức nhiệt độ phòng.
Ví Dụ Cụ Thể
Tại \(T = 20\,°C\): \(1 + \dfrac{20}{273{,}15} = 1{,}07322\). Căn bậc hai của giá trị này là \(1{,}03597\), vậy nên $$v = 331{,}3 \times 1{,}03597 \approx 343{,}2 \text{ m/s}$$ Con số này tương đương khoảng 1.235,6 km/h hay 767,8 mph — chính là tốc độ âm thanh quen thuộc ở nhiệt độ phòng.
Câu Hỏi Thường Gặp
Độ ẩm có ảnh hưởng đến kết quả không? Có một chút. Không khí ẩm cho âm thanh truyền nhanh hơn một chút so với không khí khô, nhưng mức ảnh hưởng rất nhỏ (chỉ vài m/s). Máy tính này giả định không khí khô.
Còn độ cao hay áp suất thì sao? Đối với khí lý tưởng, riêng việc thay đổi áp suất không làm thay đổi tốc độ âm thanh — nhiệt độ mới là yếu tố quyết định, đó là lý do công thức này chỉ dùng \(T\).
Vì sao tốc độ ở 0 °C lại đúng bằng 331,3 m/s? Đây là tốc độ âm thanh đo được trong không khí khô ở 0 °C và áp suất tiêu chuẩn, được dùng làm giá trị tham chiếu cơ sở.
