Ταχύτητα του ήχου

Η ταχύτητα του ήχου σε ατμοσφαιρικό ξηρό αέρα στους 20 °C είναι 343 m/sec ή 1.235 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 (πρακτικώς αεριοστρόβιλοι και 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

$c_{\mathrm {I} \mathrm {A} }={\sqrt {\gamma \cdot R\cdot T}}$

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.