Ταχύτητα του ήχου

Η ταχύτητα του ήχου σε ατμοσφαιρικό ξηρό αέρα στους 20 °C είναι 343 m/s (1235 km/h).

Γενικά δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από τις καταστατικές μεταβλητές του συστήματος (πίεση, θερμοκρασία).

Είναι σημαντική παράμετρος για ρευστομηχανικά συστήματα συμπιεστών ρευστών στα οποία η ταχύτητα της ροής πλησιάζει ή ξεπερνά το 0.8 Mach περίπου (αεριοστρόβιλοι, υπερηχητικά αεροσκάφη), οπότε το ρευστό παύει να συμπεριφέρεται ως ασυμπίεστο και είναι πλέον συμπιεστό.

Υπολογιστικές σχέσεις

Στερεά

Η ταχύτητα με την οποία διαδίδεται ένα ηχητικό κύμα δια μέσω ενός οποιουδήποτε ελαστικού στερεού μέσου υπολογίζεται από τη σχέση

$c = \sqrt{\frac{E}{\rho}}$ (m/s)

όπου,

$\ E$ είναι το μέτρο ελαστικότητας (Ν/$m^2$)

$\rho \,$ είναι η πυκνότητα (kg/$m^3$) .

Αέρια

Η ταχύτητα του ήχου δια μέσω ιδανικού αερίου υπολογίζεται από τη σχέση

$c_{\Iota \Alpha} = \sqrt{\gamma \cdot R \cdot T}$

όπου,

$\ R = R_*/M$

$\ R_* = 8.315410 \cdot \mathrm{J \cdot mol^{-1}} \cdot K^{-1}$ η σταθερά των αερίων

$\ M$ το μοριακό βάρος του αερίου ($0.0289645 \cdot \mathrm{kg \cdot mol^{-1}}$ για τον αέρα)

ο λόγος των ειδικών θερμοτήτων $\gamma = \frac{C_P}{C_V}$ μπορεί να ληφθεί για ιδανικό διατομικό αέριο ίσος περίπου με $\ \gamma\, = 1.4000$

$\ C_P$ η ισόθλιπτη (ή ισοβαρής) θερμοχωρητικότητα και $\ C_V$ η ισόχωρη θερμοχωρητικότητα

$\ T$ η θερμοκρασία σε °Κ .

Βιβλιογραφία

• Μαθιουλάκης, Δ., Συμπιεστά ρευστά, ΕΜΠ, 2000