La velocidad del sonido

Published On Mar-07-2017

Transcripción

La velocidad a la que se desplaza el sonido es una variable determinante para la configuración del sistema de PA. Por ejemplo, el tiempo de retraso que se debe aplicar a los parlantes repetidores depende del tiempo que le toma al sonido recorrer la distancia entre cada juego de parlantes.

Para estos cálculos, se requiere determinar de manera exacta la velocidad del sonido. No basta con utilizar un aproximado. Adicionalmente, la temperatura tiene una influencia lo suficientemente grande en la velocidad de propagación del sonido, por lo que debe ser tomada en cuenta en los cálculos.

Conocemos la fórmula de la velocidad del sonido en función de la longitud de onda y la frecuencia. Ahora bien, también existe una fórmula que expresa la velocidad del sonido en función del coeficiente de dilatación adiabática del gas, lambda; la presión del gas en equilibrio, P sub S, en Newtons entre metro cuadrado; y la densidad del aire, rho, en kilogramos por metro cúbico.

Figura 5.4. Fórmula de la velocidad de propagación del sonido

Figura 5.5. Fórmula alternativa de la velocidad de propagación del sonido

El coeficiente de dilatación adiabática del aire es 1.403 a 0°C, 1.400 a 20°C y 1.401 a 100°C. Por su parte, la presión del aire en equilibrio es 1.013 por 10 a la quinta potencia Newtons por metro cuadrado. La densidad del aire decae conforme la altura sobre el nivel del mar aumenta. Al nivel del mar y 20°C, la densidad del aire seco es 1.2042 kilogramos por metro cúbico.

Figura 5.6. Valores por utilizar

Si se desea determinar la densidad exacta del aire a diferentes condiciones, se puede utilizar la siguiente fórmula, donde p es la presión absoluta en pascales, T es la temperatura absoluta en Kelvin y R sub s es la constante específica del gas en Joules entre kilogramo por Kelvin. A su vez, la constante específica del gas en cuestión, equivale a la constante universal de los gases entre la masa molar del gas pertinente. Para el aire seco, este valor es de 287.058 Joules entre kilogramo por Kelvin. Dependiendo del grado de humedad del aire, su constante específica variará, lo cual tendrá un ligero impacto en su densidad y, por lo tanto, en la velocidad de propagación del sonido.

Figura 5.7. Fórmula de la densidad del aire

Figura 5.8. Fórmula de la constante específica del gas

Al analizar todos estos factores, se llega a la conclusión de que la temperatura es el principal factor que modifica la velocidad de propagación del sonido en el aire. Una forma rápida de estimar dicha velocidad en función de la temperatura es por medio de la siguiente fórmula, donde T es la temperatura en grados centígrados. Es importante tener en mente que esta aproximación es a 20°C y una atmósfera de presión.

Figura 5.9. Velocidad de propagación estimada del sonido

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