سرعت صوت

سرعت صوت فاصله‌ای است که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال می‌پیماید. سرعت صوت مشخص می‌کند که این موج در بازهٔ مشخصی از زمان چه مسافتی را طی می‌کند. در هوای خشک و در دمای ۲۰ درجهٔ سانتی‌گراد (68 درجهٔ فارنهایت)، سرعت صوت 343 متر بر ثانیه (1125 فوت بر ثانیه)، ۲۴ میلی ماخ بر ساعت (767 مایل بر ساعت یا 1235 کیلومتر بر ساعت) یا به‌طور تقریبی، یک کیلومتر در 2.91 ثانیه یا تقریباً یک مایل در 4.69 ثانیه و برابر با یک ماخ است. هر ۷۶۸ میلی ماخ بر ساعت یک ماخ نامیده می‌شود. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حساب‌گری نسبی خود سرعت استفاده می‌شود. سرعت یک شیئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته می‌شود. اشیایی که با سرعت بیشتر از یک ماخ حرکت می‌کنند، در سرعت‌های فراصوت حرکت می‌کنند.

پالس فشاری یا موج تراکمی (موج طولی) که فقط محدود به یک صفحه شده‌است. در سیالات (یعنی گازها و مایعات) صدا فقط به این شکل منتشر می‌شود.

سرعت صوت در یک گاز ایدئال، مستقل از فرکانس است (این جمله نیاز به ذکر منبع دارد) و تابعی از ریشهٔ دوم دمای مطلق است ولی به فشار یا چگالی آن گاز وابسته نیست. برای گازهای مختلف، سرعت صوت به‌طور معکوس به ریشهٔ دوم میانگین جرم مولکولی گاز بستگی دارد.

در گفت‌وگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیالِ هوا است. با این حال، سرعت صوت از یک ماده به مادهٔ دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریع‌تر از هوا، حرکت می‌کند. می‌توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴٫۳ برابر (1474 متر بر ثانیه) و در آهن تقریباً ۱۵ برابر (5145 متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجهٔ سانتی‌گراد است.

سرعت صوت در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط‌هایی که فشردگی هوای آن‌ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست‌تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، مناطق مرطوب بالاتر از دریا نسبت به هوای آزاد در حالت عادی به ترتیب ذکر شده بیشتر است. صوت از محیط‌هایی که مادی نیستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمی‌تواند عبور کند.

فرمول سرعت صوت در دماهای مختلف:

V = V0 + 0.6TC

در این فرمول V0 سرعت صوت در دمای صفر درجه که برابر با ۳۳۱٫۲ است و TC برابر است با دمای مورد نظر