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输入计算

数学公式

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结果

空气中的声速
343.21
米每秒(m/s)
千米每小时(km/h) 1,235.57 km/h
英里每小时(mph) 767.75 mph

什么是声速?

声速是指声波在介质中传播的快慢。在干燥空气中,声速几乎完全取决于温度:空气温度越高,分子运动越快,压力波的传递速度也就越快。本计算器会根据你输入的气温,估算空气中的声速,并以米每秒(m/s)、千米每小时(km/h)和英里每小时(mph)三种单位给出结果。

声波从声源向听者以同心圆弧的形式扩散
声音以压力波的形式在空气中传播,在给定温度下以固定速度前进。

如何使用本计算器

只需输入摄氏度(°C)表示的气温,计算器便会立即给出对应的声速。温度可以是负值(适用于寒冷环境),也可以高于室温。换算成 km/h 和 mph 后,便于和车辆或飞机的速度进行直观对比。

公式详解

本工具采用近似公式 $$c = 331.3 \times \sqrt{1 + \dfrac{T}{273.15}}$$ 其中 \(c\) 为声速(单位 m/s),\(T\) 为摄氏温度(单位 °C)。常数 331.3 m/s 是 0 °C 时的声速,而 273.15 用于将摄氏温度换算为相对于绝对零度的比值。日常中还有一个常用的简便近似:\(c \approx 331.3 + 0.606 \cdot T\)。

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显示声速随气温升高而增大的上升曲线
随着气温升高,声速会缓缓加快。

计算实例

以 20 °C 为例:比值 \(= 1 + 20/273.15 = 1.07322\);\(\sqrt{1.07322} = 1.03597\); $$c = 331.3 \times 1.03597 \approx 343.2 \text{ m/s}$$ 换算后约为 1,235.6 km/h 或 767.8 mph——这正是我们熟悉的室温声速。

常见问题

湿度会影响结果吗? 会有一点影响。潮湿空气密度略低,会使声速增加几 m/s,但温度才是起决定作用的主要因素,因此这套干燥空气公式在绝大多数情况下都足够准确。

为什么天气越热,声音传播得越快? 温度越高,分子运动越快,压力扰动在分子之间的传递也就越迅速。

0 °C 时声速是多少? 按此公式恰好为 331.3 m/s——这是以冰点为基准的参考值。

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