Question

¿para que valor de la temperatura del aire la velocidad del sonido es el 10% mayor que la velocidad del sonido a 0º c?

Answer 1

El sonido es un fenómeno físico que resulta de la perturbación de un medio. Esta perturbación genera un comportamiento ondulatorio, lo cual hace que esta se propague hasta llegar al sitio donde se encuentra algún receptor. Este tipo de movimiento en el cual no es el medio en si mismo sino alguna perturbación lo que se desplaza se denomina onda. Existen muchos otros tipos de ondas, tales como las ondas de radio, la luz, la radiación del calor, las ondas sobre la superficie de un lago, los sunamis, los movimientos sísmicos, etc. Cuando la onda tiene lugar en un medio líquido o gaseoso se denomina onda acústica. Cuando resulta audible, se llama onda sonora.
Como todo fenómeno físico el sonido tiene propiedades que determinan su comportamiento. Una de estas propiedades es la velocidad del sonido, la cual es una propiedad bastante simple, pero que explica con gran exactitud un patrón de comportamiento para cada onda.
La velocidad del sonido en un gas depende de la presión y de la densidad del gas de acuerdo con la expresión:
V = Ö(g * P)/j
Donde g es una constante adimensional que para gases diatómicos como el aire, vale 1.4.
Para un gas, P/j = RT/M.
Siendo R la constante de los gases (8.31 J/K mol), T la temperatura a la cual se encuentra el gas y M la masa molecular del gas.
Si despejamos en la primera ecuación, obtenemos lo siguiente:
V = Ö (g * R * T)/M
De la ecuación anterior se concluye, que la velocidad de propagación del sonido es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta, puesto que g, R y M son constantes. O sea, la temperatura influye sobre la elasticidad y la densidad del medio, y por lo tanto sobre la velocidad de propagación de la onda.
La tabla que se presenta a continuación, nos muestra los diferentes resultados obtenidos en investigaciones hechas acerca de la velocidad del sonido en diferentes medios.