Calculadora de velocidad del sonido
Calcula la velocidad del sonido en el aire a cualquier temperatura, o en otros gases, líquidos y sólidos. Cambia de modo para saber a qué distancia está algo a partir de un eco o del retraso entre el relámpago y el trueno, o cuánto tarda el sonido en recorrer una distancia.
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Cómo usar Calculadora de velocidad del sonido
- Elige un modo: velocidad del sonido, distancia a partir de un retraso o tiempo de recorrido.
- Selecciona el medio. Para el aire y otros gases, introduce la temperatura.
- Para un retraso, introduce los segundos y elige eco (ida y vuelta) o trueno (solo ida).
- Lee el resultado en unidades métricas e imperiales con el desarrollo del cálculo.
- Compara con las tablas de velocidades a otras temperaturas y en otros materiales.
Fórmulas de la velocidad del sonido
- Aire seco: v = 331.3 × √(1 + T ÷ 273.15) m/s, con T en °C. Cerca de la temperatura ambiente, v ≈ 331.3 + 0.606 × T.
- Cualquier gas ideal: v = √(γ R T ÷ M), donde γ es el coeficiente de dilatación adiabática (1.40 para el aire, 5/3 para el helio), R = 8.314 J/(mol·K), T es la temperatura absoluta en kelvin y M es la masa molar en kg/mol.
- Líquidos y sólidos: v = √(K ÷ ρ) para líquidos (módulo de compresibilidad entre densidad); en sólidos, las ondas longitudinales dependen del módulo elástico y de la densidad.
- Distancia a partir de un retraso: d = v × t solo ida (trueno), d = v × t ÷ 2 para un eco.
Valores de referencia de la velocidad del sonido
| Medio | Velocidad (m/s) | Velocidad (ft/s) |
|---|---|---|
| Aire, −20 °C | 319 | 1,047 |
| Aire, 0 °C | 331 | 1,087 |
| Aire, 20 °C | 343 | 1,126 |
| Aire, 40 °C | 355 | 1,164 |
| Helio, 20 °C | 1,007 | 3,304 |
| Dióxido de carbono, 20 °C | ~267 | ~876 |
| Agua dulce, 20 °C | 1,482 | 4,862 |
| Agua de mar, 20 °C | ~1,521 | ~4,990 |
| Plomo | ~2,160 | ~7,090 |
| Cobre | ~4,760 | ~15,600 |
| Acero | ~5,960 | ~19,550 |
| Aluminio | ~6,420 | ~21,060 |
Los valores de los sólidos corresponden a ondas longitudinales (de compresión) en material macizo y varían según la aleación. Los valores de los gases en la calculadora proceden de la fórmula del gas ideal y difieren menos de un 1% de los valores medidos a temperaturas normales.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la velocidad del sonido en el aire?
En aire seco a 20 °C (68 °F) el sonido viaja a unos 343 m/s, es decir, 1,235 km/h, 767 mph o 1,125 ft/s. A 0 °C es de unos 331 m/s. La velocidad depende sobre todo de la temperatura, no de la presión del aire.
¿Cómo cambia la velocidad del sonido con la temperatura?
En un gas ideal la velocidad es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta: v = 331.3 × √(1 + T/273.15) m/s para el aire, con T en °C. Cerca de la temperatura ambiente, aumenta aproximadamente 0.6 m/s por cada 1 °C más.
¿Cómo sé a qué distancia cayó un rayo?
Cuenta los segundos entre el relámpago y el trueno. La luz llega casi al instante, así que la distancia es la velocidad del sonido por el retraso: unos 343 m por segundo, es decir, aproximadamente 3 segundos por kilómetro o 5 segundos por milla.
¿Cómo calculo la distancia a partir de un eco?
Un eco viaja hasta la superficie que lo refleja y vuelve, así que divide la distancia de ida y vuelta entre dos: d = v × t ÷ 2. Un eco de 1 segundo a 20 °C significa que la pared o el acantilado está a unos 172 m.
¿Por qué el sonido es más rápido en el agua y en el acero?
La velocidad del sonido es √(rigidez ÷ densidad). Los líquidos y los sólidos son mucho más rígidos en relación con su densidad que los gases, por lo que el sonido viaja a unos 1,480 m/s en agua dulce y a unos 5,960 m/s (ondas longitudinales) en el acero.
¿Afecta la humedad a la velocidad del sonido?
Ligeramente. El aire húmedo es un poco menos denso, por lo que el sonido es hasta un 0.5% más rápido en aire cálido muy húmedo. Esta calculadora usa aire seco, lo que es suficientemente preciso para el uso diario.
¿Mach 1 es siempre la misma velocidad?
No. Mach 1 es la velocidad local del sonido, así que depende de la temperatura del aire. A altitud de crucero, a unos −56 °C, es de solo unos 295 m/s (1,062 km/h), frente a 340 m/s al nivel del mar en un día estándar de 15 °C.
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