معادلة حساب سرعة الصوت في السائل هي:
v = √(K / ρ)
حيث:
- v هي سرعة الصوت بالمتر في الثانية.
- K هو معامل المرونة الصوتية للسائل (Pa).
- ρ هي كثافة السائل (kg/m^3).
تفسير المعادلة:
- K هو مقياس لقدرة السائل على نقل الطاقة الصوتية. كلما زاد معامل المرونة الصوتية، زادت سرعة الصوت في السائل.
- ρ هو مقياس لمقدار الكتلة في وحدة حجم من السائل. كلما زادت كثافة السائل، انخفضت سرعة الصوت فيه.
مثال:
كثافة الماء العذب عند درجة حرارة 20 درجة مئوية هي 997 كجم/م^3. معامل المرونة الصوتية للماء العذب عند درجة حرارة 20 درجة مئوية هو 2.2 × 10^9 باسكال.
من خلال إدخال هذه القيم في المعادلة، نحصل على سرعة الصوت في الماء العذب عند درجة حرارة 20 درجة مئوية:
v = √(2.2 × 10^9 / 997)
v = 1480 م/ث
ملاحظات:
- سرعة الصوت في السائل تعتمد على درجة الحرارة. كلما زادت درجة الحرارة، زادت سرعة الصوت في السائل.
- سرعة الصوت في السائل تعتمد على ضغط السائل. كلما زاد الضغط، انخفضت سرعة الصوت في السائل.