Vélocité du son
La vélocité du son varie suivant le milieu dans lequel il se propage.
Le principal facteur est la densité de ce milieu : dans un gaz, sa vitesse est plus faible que dans un liquide. Par exemple, le son se propage approximativement à 340 m/s dans l'air (1234 km/h), et à 1500 m/s dans l'eau.
La mesure de la vitesse de propagation du son permet notamment de déterminer la qualité d'un béton, car une propagation plus rapide signifie que le béton contient peu de bulles d'air (la vitesse du son dans le béton est beaucoup plus élevée que dans l'air).
La célérité du son c est la vitesse a laquelle se propage les ondes acoustiques dans un milieu donné (habituellement l'air). C'est la vitesse de propagation des ondes acoustiques, à ne pas confondre avec la vitesse v du fluide.
La formule de la vitesse du son c est :
- ,
L'unité Si est le Mètre par Seconde (m/s).
| Sommaire |
|
2 Vitesse du son dans un liquide 3 Vitesse du son dans un gaz parfait 4 Exemples de vitesses du son pour différents matériaux |
La vitesse du son dans un solide dépend de la densité Ï et du module d'élasticité E et se calcule ainsi :
La vitesse du son dans un liquide est une fonction de la densité Ï et du coefficient de compressibilité K et se calcule ainsi :
La vitesse du son dans un gaz parfait est fonction d u coefficient isentropique γ, de la densité Ï ainsi que de la pression p du gaz, et se calcule ainsi :
Le coefficient adiabatique gamma dépend peu de la température T, la constante R est uen grandeur indépendante de la température. Ainsi, la vitesse du son dans les gaz dépend de la racine carrée de la température en Kelvin. Cependant, la célérité du son peut être approchée par la linéarisation suivante :
L'humidité de l'air influe peu.Vitesse du son dans un corps solide
Vitesse du son dans un liquide
Vitesse du son dans un gaz parfait
La vitesse du son peut être aussi calculée à l'aide de l'équation d'état , du coefficient adiabatique Adiabatenexponenten γ, de la constante spécifique du gaz R et de la température T (K in Kelvin).
O๠(theta) est la température en °C. Cette formule approchée permet d'obtenir de -20°C bis +40°C une erreur inférieure à 0,2%. Cependant, la célérité du son dépendant de la pression, cette formule est fausse.
| Matériaux | Célérité du son in (m/s) |
|---|---|
| Air | 343 |
| Eau | 1480 |
| Glace | 3200 |
| Verre | 5300 |
| Plomb | 1200 |
| PVC (mou) | 80 |
| PVC (Dur) | 1700 |
| Béton | 3100 |
| Hêtre | 3300 |
