Rýchlosť zvuku

Rýchlosť zvuku je rýchlosť, akou sa zvukové vlny šíria prostredím. Často sa týmto pojmom myslí rýchlosť zvuku vo vzduchu, ktorá závisí od atmosférických podmienok - najväčší vplyv na jej hodnotu má teplota vzduchu.

F-22 pri prekročení rýchlosti zvuku

V kozmonautike a letectve sa používa rýchlosť zvuku aj ako jednotka rýchlosti, s označením "Mach" (muž. rod).

Rýchlosť zvuku v niektorých látkach

Prostredie		Rýchlosť
Látka	Teplota (°C)	(m/s)	(km/h)
Suchý vzduch	35	351,88	1 266,77
	30	349,02	1 256,47
	25	346,13	1 246,07
	20	343,21	1 235,56
	15	340,27	1 224,97
	10	337,31	1 214,32
	5	334,32	1 203,55
	0	331,30	1 192,68
	-5	328,25	1 181,70
	-10	325,18	1 170,65
	-15	322,07	1 159,45
	-20	318,94	1 148,18
	-25	315,77	1 136,77

Prostredie		Rýchlosť
Látka	Teplota (°C)	(m/s)	(km/h)
Oxid uhličitý	25	259	932
Kyslík	25	316	1 138
Hélium	0	970	3 492
Vodík	0	1 270	4 572
Ortuť	20	1 400	5 040
Destilovaná voda	25	1 497	5 389
Morská voda	13	1 500	5400
Ľad	-4	3 200	11 520
Striebro	20	2 700 / 3 700	9 720 / 13 320
Meď	20	3 500 / 4 720	12 600 / 16 992
Sklo	20	5 200	18 720
Oceľ	20	5 000 / 6 000	18 000 / 21 600
Hliník	20	5 200 / 6 400	18 720 / 23 040

Výsledok merania v pevných látkach záleží na tom, či sa meria rýchlosť šírenia pozdĺžnych (kompresných) kmitov alebo priečnych kmitov. Pozdĺžne kmity sa šíria rýchlejšie. V kvapalinách a plynoch sa šíria iba kompresné kmity, priečne kmity sa v nich nešíria, preto sa udáva len jedna rýchlosť.

Rýchlosť zvuku v ideálnom plyne

V ideálnom plyne pre rýchlosť zvuku platí vzorec

$c={\sqrt {\kappa \,R\,T}}$ , kde $\kappa$ je adiabatický koeficient, R je plynová konštanta a T je termodynamická teplota (v Kelvinoch),

alebo

$c={\sqrt {\kappa {\frac {p_{0}}{\rho _{o}}}}}\left(1+{\frac {1}{2}}\gamma \cdot t\right)$ , kde $p_{0}$ je tlak plynu pri teplote 0 °C, $\rho _{0}$ príslušná hustota a $\gamma$ súčiniteľ teplotnej rozpínavosti plynu.

Rýchlosť zvuku vo vzduchu

Z predchádzajúceho vzorca vyplýva, že pre rýchlosť zvuku v suchom vzduchu platí nasledujúci vzťah: $c=\left(331,82+0,61\cdot t\right)$m.s^-1

Nasledujúca tabuľka udáva približné rýchlosti zvuku v rôznych nadmorských výškach:

Nadmorská výška	Teplota vzduchu	Rýchlosť (m/s)
Hladina mora	15 °C	340
11 000 m - 20 000 m	-57 °C	295
29 000 m	-48 °C	301