Prędkość dźwięku

Dla gazu doskonałego prędkość wynosi:

${\displaystyle v={\sqrt {\kappa \cdot {\frac {p}{\rho }}}}}$

gdzie wykładnik adiabaty

${\displaystyle \kappa ={\frac {C_{p}}{C_{v}}}}$

jest stosunkiem ciepła właściwego gazu pod stałym ciśnieniem C_p do jego ciepła właściwego w stałej objętości C_v, przy czym

${\displaystyle C_{p}-C_{v}=R}$

Zaś iloraz p/ρ jest stosunkiem ciśnienia p gazu w stanie niezakłóconym do jego gęstości ρ, równym:

${\displaystyle {\frac {p}{\rho }}={\frac {RT}{m}}={\frac {k_{B}T}{\mu }}}$

gdzie:

R – stała gazowa,

T – temperatura bezwzględna,

k_B – stała Boltzmanna

m – masa molowa,

μ – masa cząsteczkowa.

Doświadczalny wzór określający zależność prędkości dźwięku w suchym powietrzu (wilgotność równa zero) od temperatury dana jest przybliżonym wzorem:

${\displaystyle v=331{,}5+0{,}6\cdot \theta }$

gdzie:

${\displaystyle v}$ – prędkość dźwięku [m/s],

${\displaystyle \theta }$ – temperatura [°C].

Wzór ten jest przybliżeniem wzoru wynikającego z równania gazu doskonałego:

${\displaystyle v=331{,}5{\sqrt {1+{\frac {\theta }{273{,}15}}}}}$

W cieczach oraz ciałach stałych prędkość dźwięku jest większa niż w gazach. W środowiskach izotropowych w ciałach stałych

${\displaystyle v={\sqrt {\frac {E}{\rho }}}}$

gdzie E jest modułem Younga, ρ gęstością; w cieczach

${\displaystyle v={\sqrt {\frac {K}{\rho }}}}$

gdzie K stanowi współczynnik sprężystości objętościowej.