Schallgeschwindigkeit im trockenen Luftmodell
Schall ist eine mechanische Welle. Seine Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt vom Medium und dessen Zustand ab. In Luft beeinflusst vor allem die Temperatur die Geschwindigkeit; Feuchtigkeit und Zusammensetzung spielen ebenfalls eine Rolle.
So gibst du die Werte ein
Gib die Lufttemperatur in Grad Celsius zwischen −50 und +50 °C ein. Der Rechner wandelt sie in Kelvin um und verwendet ein ideales Gasmodell für trockene Luft. Weitere Eingaben für Feuchtigkeit, Luftdruck oder Gaszusammensetzung gibt es nicht. Ein Wert von 20 °C ergibt ungefähr 343 m/s. Das ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer kleinen Schallstörung im angenommenen Medium und keine Messung der aktuellen Bedingungen vor Ort.
Formel und Rechenweg
c = √(γ × R × T), mit γ = 1,4, R = 287,05 J/(kg·K) und T = Temperatur in °C + 273,15. Das Ergebnis c ist in m/s.
Ein Beispiel aus der Praxis
Bei Raumtemperatur liegt die Schallgeschwindigkeit in Luft ungefähr bei 343 m/s. Ein Schallweg von einem Kilometer dauert damit ungefähr drei Sekunden.
Werte zum Nachschlagen
| Ausgangswert / Begriff | Ergebnis / Bedeutung |
|---|---|
| 20 °C, trockene Luft | ungefähr 343 m/s |
| Echo nach ca. 2 s | ungefähr 343 m Entfernung |
Darauf solltest du achten
Das Luftmodell darf nicht für Wasser oder feste Materialien verwendet werden. Bei einem Echo durchläuft der Schall Hin- und Rückweg: Die Entfernung zum Hindernis ist deshalb nur die halbe Schallwegstrecke.
Einordnung für die Praxis
Bei einer Echoabschätzung musst du den Hin- und Rückweg beachten. Hörst du unter passenden Bedingungen nach einer Sekunde ein Echo, hat der Schall insgesamt etwa 343 Meter zurückgelegt; das Hindernis wäre ungefähr 171,5 Meter entfernt. Dabei wird eine gleichbleibende Lufttemperatur entlang des gesamten Weges angenommen. Temperaturunterschiede, Wind und ein nicht eindeutig erkennbarer Reflexionsweg können eine solche Abschätzung verändern. Bei der Angabe „Mach 1“ geht es ebenfalls um die lokale Schallgeschwindigkeit und damit um die jeweiligen Umgebungsbedingungen. Der Temperaturrechner auf dieser Seite überträgt sein Luftmodell nicht auf Wasser, Metall oder andere Stoffe.
Passend dazu: Die verwendete Temperatur zwischen Skalen umrechnen.