Calculadora de Velocidade do Som

Com a calculadora de velocidade do som da Omni, você determina a velocidade do som no ar e na água.

Nem todo mundo sabe que a velocidade do som depende da temperatura, quanto mais alta a temperatura do ar, mais rápido o som pode se propagar.

Para calcular a velocidade do som na água, basta escolher a temperatura. Você pode trabalhar com as escalas Celsius °C ou Fahrenheit °F. Você também pode escolher a unidade desejada; com essa ferramenta, é possível determinar a velocidade do som em km/h, mph, ft/s ou até mesmo em nós!

O ar é quase um gás ideal. A fórmula para a velocidade do som em gases ideais é a seguinte:

onde:

• $c$: velocidade do som em um gás ideal;
• $R$: constante universal dos gases, aproximadamente 8,3145 J·mol^-1·K^-1;
• $\gamma$: índice adiabático, aproximadamente 1,4 para o ar;
• $T$: temperatura absoluta; e
• $M$: massa molar do gás. Para o ar seco, é de aproximadamente 0,0289645 kg/mol.

Substituindo os valores para o ar, você tem a fórmula simplificada para a velocidade do som em m/s:

onde $T$ é dado em °C.

Você percebeu algo interessante? A velocidade do som no gás depende apenas de duas constantes: $\gamma$ e $R$, bem como da temperatura, mas não da pressão ou densidade do ar, como às vezes se afirma. A umidade do ar também afeta a velocidade do som, mas essa influência é tão pequena que pode ser negligenciada. Em nossa abordagem, a temperatura é o único fator importante!

O valor usado com mais frequência é 1.482 m/s (para 20 °C); no entanto, não existe uma fórmula fácil para a velocidade do som na água. Muitos autores derivaram equações de dados experimentais, mas as equações são complicadas e sempre contêm polinômios de ordem superior e muitos coeficientes.

Os dados na nossa calculadora para a velocidade na água vêm dos gráficos de velocidade do som na água. A velocidade do som na água é um parâmetro importante na pesquisa de sonar e na oceanografia acústica. No entanto, a fórmula para a água do mar é ainda mais complexa, pois a velocidade do som também muda com a salinidade.

Vamos calcular como o som se propaga na água fria, neste caso, muito fria, como em um lago quase congelado.

1. Escolha o item que você quer calcular, neste caso, a velocidade do som na água ou no ar. No nosso caso, é a água, portanto, usaremos a parte inferior da calculadora.

2. Escolha a unidade de temperatura. Vamos usar graus Celsius.

3. Selecione a temperatura na lista suspensa. Que tal o frio congelante de 0°C?

4. A calculadora de velocidade do som exibe a velocidade do som na água; ela é 1403 m/s.

5. Vamos compará-la com 30 °C (temperatura de banho quente). Dessa vez, a velocidade é igual a 1507 m/s. Você pode mudar as unidades de medida. Lembre-se de que você sempre pode alterar as unidades de velocidade do som: mph, ft/s, m/s, km/h, até mesmo para nós, se desejar.

Agora, como você sabe a velocidade, calcule o tempo ou a distância com a calculadora de velocidade da Omni. Além disso, você pode verificar a distância da tempestade com nossa calculadora de distância de raios; a velocidade do som no ar é um fator significativo para esse cálculo.