Schallgeschwindigkeit

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Die Schallgeschwindigkeit c ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen normalerweise in Luft ausbreiten. Es ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit, die nicht mit der Schallschnelle v zu verwechseln ist. Die SI-Einheit der Schallgeschwindigkeit ist Meter pro Sekunde (m/s).
Für die Schallgeschwindigkeit c (für lat. celeritas = Geschwindigkeit) gilt die Formel:

c = λ · f

wobei λ (lambda) die Wellenlänge und f die Frequenz der Schallwelle ist.

[Bearbeiten] Schallgeschwindigkeit in Luft

Die Schallgeschwindigkeit in Luft hängt nur von der Wurzel der (absoluten) Temperatur T ab. Trotz der Wurzelabhängkeit ist sehr gut die lineare Näherungsformel

cLuft = 331 + 0,6 · T in m/s

zu verwenden, wobei T die Temperatur in °C ist. Diese Näherungsformel gilt im Temperaturbereich von -20°C bis +40°C mit einer Genauigkeit von besser als 0,2%. Die Schallgeschwindigkeit ist vom Luftdruck unabhängig.

Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst ganz geringfügig die Schallgeschwindigkeit und auch der oft unrichtig angegebene statische Schalldruck tut es nicht. Sehr bedeutsam ist dagegen die Temperatur.

Bei einem idealen Gas ist die Schallgeschwindigkeit nur von der Temperatur abhängig und unabhängig vom Luftdruck. Diese Abhängigkeit gilt daher auch für Luft, die in guter Näherung als ideales Gas betrachtet werden kann.

Die starke Wirkung der Lufttemperatur T auf die Schallgeschwindigkeit c ist in folgender Tabelle dargestellt. Z.B. ist c = 343 m/s bei 20 °C. Hierbei hat der Luftdruck keine Wirkung auf die Schallgeschwindigkeit, auch wenn diese Fehlangabe häufig zu finden ist.

[Bearbeiten] Schallkennimpedanz, Luftdichte und Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Lufttemperatur

Temperatur T Schallgeschwindigkeit Dichte Kennimpedanz
in °C c in m/s ρ in kg/m3 Z in Ns/m3
 -10 325,4 1,341 436,5
   -5 328,5 1,316 432,4
 -  0 331,5 1,293 428,3
 -  5 334,5 1,269 424,5
+10 337,5 1,247 420,7
+15 340,5 1,225 417,0
+20 343,4 1,204 413,5
+25 346,3 1,184 410,0
+30 349,2 1,164 406,6

Die Entfernung eines Gewitters lässt sich abschätzen, indem man nach dem Sehen des Blitzes die Sekunden zählt bis zum Hören des Donners. Die Anzahl der Sekunden durch drei geteilt ergibt etwa die Entfernung des Blitzes in Kilometern.

[Bearbeiten] Weblinks

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