Schallgeschwindigkeit in Luft Temperatur Raumtemperatur Luftdruck Meereshöhe Schall Geschwindigkeit Berechnung ideales Gas 20 Grad oder 21 Grad Celsius C nicht luftdruckabhängig - sengpielaudio Google Page Rank
 
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Berechnen der Schallgeschwindigkeit c
in
Luft und die wirksame Temperatur
Die wichtige Lufttemperatur
und der unbedeutende Luftdruck

Bei 0°C ist ρ0 = 1,293 kg/m3, Z0 = 428 N·s/m3 und c0 = 331 m/s
Bei 15°C ist ρ20 = 1,225 kg/m3, Z20 = 417 N·s/m3 und Z20 = 340 m/s
Bei 20°C ist ρ20 = 1,204 kg/m3, Z20 = 413 N·s/m3 und Z20 = 343 m/s
Bei 25°C ist ρ25 = 1,184 kg/m3, Z25 = 410 N·s/m3 und c25 = 346 m/s
Luftdichte (Dichte der Luft) = ρ, Luft-Kennimpedanz = Z, Schallgeschwindigkeit = c

Die Schallgeschwindigkeit in Luft wird durch das Medium Luft bestimmt und ist nicht
von der
Amplitude, der Frequenz und der Wellenlänge des Schalls abhängig.
Bei einem idealen Gas ist die Schallgeschwindigkeit nur von der Temperatur abhängig
und unabhängig vom Gasdruck (Luftdruck). Diese Abhängigkeit gilt daher auch für Luft,
die in guter Näherung als ideales Gas betrachtet werden kann.

Die Schallgeschwindigkeit ist allein von
der Temperatur der Luft abhängig.
Vergiss hierbei den Luftdruck! Die
Angabe "Meeresspiegel" ist irreführend.
Wähle die Temperatur-Einheit
und gib die Lufttemperatur ein: 
Die Schallgeschwindigkeit c ist: 
(Ausbreitungsgeschwindigkeit)
m/s
Celsius km/h - not kmh!
Fahrenheit mph miles per hour
kelvin ft/s feet per second
Rankine knots
                        
Merke: Die Schallgeschwindigkeit ändert sich deutlich mit der Temperatur,
             etwas mit der Luftfeuchtigkeit − aber kaum messbar mit unserem Luftdruck.

             Die Angabe "Schalldruck auf Meereshöhe" ist falsch und irreführend.
             Die Temperaturangabe ist dazu jedoch unbedingt notwendig.    

Google irrt (siehe den folgenden Link)
http://www.google.com/search?q=speed+of+sound
Dieses sagt Google: "Schallgeschwindigkeit auf Meereshöhe = 340.29 m/s".
Das ist eine schlechte Antwort, weil die wichtige Temperaturangabe fehlt,
jedoch der angegebene Luftdruck "auf Meereshöhe" keine Bedeutung hat.

In SI-Einheiten ist bei trockener Luft und 20 °C (68 °F) die Schallgeschwindigkeit c = 343 m/s.
Dieses entspricht 1235 km / h (nicht kmh), 767 mph, 1125 ft/s oder 666 Knoten.
Es ergibt keinen Sinn, bei der Nennung der Schallgeschwindigkeit den Zusatz "auf Meereshöhe"
anzugeben, denn die Schallgeschwindigkeit hängt quasi nicht vom Luftdruck ab; jedoch ist die
Temperatur recht wichtig. Begründung: Der Luftdruck p und die Dichte ρ der Luft sind bei
gleicher Temperatur zueinander proportional.

Weiter

Das heißt, das Verhältnis p / ρ ist immer konstant; auf einem hohen Berg oder selbst auf
Meerespiegelhöhe.
Vergiss den Luftdruck, aber achte unbedingt auf die Temperatur.

Adiabatenexponent (Isentropenexponent) κ (kappa) = cp/cV. Allgemein gilt mit hinreichender
Genauigkeit als Formel für die Schallgeschwindigkeit (Fortpflanzungsgeschwindigkeit) von
Luft in m/s in Abhängigkeit von der Temperatur Vartheta (theta) in °C:


 
Schall in m/s. 
 

Das ergibt zum Beispiel bei Vartheta = 20 °C eine Schallgeschwindigkeit von c = 331,5 + 0,596 · 20 = 343,42 m/s. Meistens genügt die einfache Berechnung mit c ≈ 331 + 0,6 · 20 = 343 m/s.

 
 1 °C Temperaturänderung bedeutet eine Änderung 
 der Schallgeschwindigkeit um 60 cm/s.

 

Mit folgender Formel ist die Schallgeschwindigkeit genauer zu berechnen.

Schallgeschwindigkeit Schall in m/s;
Temperatur Vartheta in °C

Die Schallgeschwindigkeit c ist von der Temperatur der Luft abhängig und nicht vom Luftdruck p!
Die Luftfeuchtigkeit hat geringe vernachlässigbare Auswirkung auf die Schallgeschwindigkeit.
Merke: Der Luftdruck und die Luftdichte sind bei gleicher Temperatur zueinander proportional.
Es gilt immer p / ρ = konstant. Rho ist die Dichte ρ und p ist der Schalldruck.


 
 Merke: Die Schallgeschwindigkeit ist auf einer Bergspitze sowie
 auf Meereshöhe (Meeresspiegel) bei gleicher Lufttemperatur gleich. 

 

Siehe die folgende häufige Frage: "Wie groß ist die Schallgeschwindigkeit?"
Die Schallgeschwindigkeit, die Temperatur ... und nicht der Luftdruck

Luftdichte ρ = Luftdruck p / (Gaskonstante R · Temperatur in Kelvin T)
ρ = p / R · T in kg/m³

Die individuelle Gaskonstante für trockene Luft ist R = 287,05 J/kg · K
Joule J = Newton · Meter = N m und T in Kelvin = °C + 273,15
Atmosphärischer Luftdruck p0 = 101325 Pa = 1013,25 mbar = 1013,25 hPa und
R = 287,05 J/kg · K
T0 = 273,15 K bei 0 °C
ρ0 = 101325 / (287,05 · 273,15) = 1,2923 kg/m³
T20 = 293,15 K bei 20 °C
ρ20 = 101325 / (287,05 · 293,15) = 1,2041 kg/m³

 Die Schallgeschwindigkeit wird Mach 1 genannt. 
Mach wird verwendet, um die Geschwindigkeit für Objekte, wie Flugzeuge oder Raketen anzugeben,
wenn diese mit der Geschwindigkeit der Schallgeschwindigkeit oder ein Vielfaches davon fliegen.

Tabelle: Die Wirkung der Temperatur
Die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit, der Luftdichte (Dichte von Luft)
und der Schallkennimpedanz allein von der Temperatur der Luft

Temperatur
der Luft vartheta in °C
Schallgeschwindigkeit
c in m/s
Zeit pro 1 m
Δ t in ms/m
Luftdichte
ρ in kg/m3
Schallkennimpedanz
von Luft Z in Ns/m3
+35 352,17 2,840 1,1455 403,4
+30 349,29 2,864 1,1644 406,7
+25 346,39 2,888 1,1839 410,0
+20 343,46 2,912 1,2041 413,6
+15 340,51 2,937 1,2250 417,1
+10 337,54 2,963 1,2466 420,8
 +5 334,53 2,990 1,2690 424,5
   0 331,50 3,017 1,2920 428,3
 −5 328,44 3,044 1,3163 432,3
−10 325,35 3,073 1,3413 436,4
−15 322,23 3,103 1,3673 440,6
−20 319,09 3,134 1,3943 444,9
−25 315,91 3,165 1,4224 449,4

Zu beachten: Luftdruck p und Luftdichte ρ sind nicht das gleiche.

In Gasen, ist die Tonhöhe umso höher, je höher die Schallgeschwindigkeit im Medium ist.

Schallgeschwindigkeit c
in bekannten Materialien
Medium m/s
Luft, trocken (20 °C)  343
Wasserstoff (0 °C) 1280
Wasser (15 °C) 1500
Blei 2160
Beton 3100
Holz (weich, längs der Fasern) 3800
Glas 5500
Stahl 5800

Sind an einer Tonerzeugung Luftsäulenschwinger, wie Holzbläser, Blechbläser oder Orgelpfeifen
beteiligt, so ändert sich die Tonhöhe der Instrumente mit der Temperatur und wird als Verstimmung
hörbar.
Steigende Temperatur erwirkt dabei steigende Tonhöhe und umgekehrt. Beispielsweise ergibt eine
Änderung der Temperatur um 1°C etwa 0,75 Hz Frequenzänderung (Verstimmung) bei einer
Tonhöhe von 440 Hz (Kammerton a').

Auf die häufige Frage: "Wie groß ist die Schallgeschwindigkeit?", muss immer
die Nachfrage folgen: "Bei welcher Temperatur denn?" Wer hierbei den Luftdruck
erwähnt, der hat noch etwas zu lernen.

In einem gegebenen idealen Gas hängt die Schallgeschwindigkeit nur von seiner
Temperatur ab. Die Schallgeschwindigkeit beträgt in unbewegter Luft bei 0 Grad
Celsius 331,5 m/s. Sie hängt von der Temperatur und dem Material ab. Da Schall
leichter durch dicht gepackte Moleküle übertragen wird, ist er schneller in dichteren
Stoffen. Somit steigt die Schallgeschwindigkeit mit der Steifigkeit des Materials.

Siehe weitere interessante Links zur Schallgeschwindigkeit:
Die Schallgeschwindigkeit, die Temperatur ... und nicht der Luftdruck
Berechnung der Schallgeschwindigkeit mit Luftfeuchtigkeit und Luftdruck
Berechnung der Wellenlänge einer Schallwelle in Luft bei gegebener Frequenz und Temperatur

Die internationalen Druckeinheiten
Umrechnung von Druckeinheiten
Umrechnung der Druckeinheiten

Schallgeschwindigkeit in Luft

 
Temperatur ϑ  (theta):
°C
 ↔  Schallgeschwindigkeit v:
m/s
Frequenz f:
Hz
 ↔  Wellenlänge λ:
m
 
Gib einfach den Wert links oder rechts ein und benutze die TAB-Taste oder klicke
mit der Maus an eine leere Stelle auf der Seite, um die Lösung zu bekommen.
Der Rechner arbeitet in beiden Richtungen desZeichens.

Umrechner: Celsius nach Fahrenheit und Fahrenheit nach Celsius

Gib eine Zahl in eines der Felder ein und klicke außerhalb des Eingabe-Felds

 
Temperatur Celsius:
 °C
 ↔  Temperatur Fahrenheit
 °F
 °F = °C × 1,8 − 32    °C = (°F − 32) / 1,8
 
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