Si alguna vez has visto el relámpago en el cielo nocturno y luego has contado los segundos que tardó el trueno en llegar a tus oídos, ya sabes que la luz viaja mucho más rápido que el sonido. eso tampoco significa que el sonido viaje lentamente; a temperatura ambiente, una onda de sonido viaja a más de 300 metros por segundo (más de 1,000 pies por segundo). La velocidad del sonido en el aire varía según varios factores, incluida la humedad.
ondas sonoras
Imagina una molécula de aire que se desplaza a través del espacio y se estrella contra un vecino para que reboten entre sí como un par de bolas de goma. La segunda molécula ahora se apresura hasta que choca con otra y así sucesivamente. cada una de estas colisiones transfiere energía de la primera molécula a la segunda. así es como viajan las ondas sonoras: las moléculas de aire son forzadas a moverse por una perturbación como la vibración de las cuerdas vocales en su garganta, y las colisiones transfieren esa energía del primer conjunto de moléculas de aire a sus vecinas y así sucesivamente. En última instancia, la onda transfiere energía, pero no la materia, lo que significa que es la perturbación la que viaja en lugar de las propias moléculas de aire.
velocidad
cuando habla de la velocidad del sonido, está hablando de cuánto tiempo tarda la onda de sonido o la perturbación en ir desde el lugar donde comenzó hasta su oído. la velocidad de una onda de sonido está determinada por el medio o material a través del cual la onda está viajando; la misma ola irá más rápido en helio que en el aire, por ejemplo. Cada material tiene dos propiedades que determinan la rapidez con la que transmite el sonido: su densidad y su rigidez o módulo de elasticidad.
aire
La "rigidez" del aire o su módulo elástico no cambia con la humedad. La densidad, sin embargo, sí. a medida que aumenta la humedad, también lo hace el porcentaje de moléculas de aire que son moléculas de agua. las moléculas de agua son mucho menos masivas que las moléculas de oxígeno, nitrógeno o dióxido de carbono, por lo que cuanto mayor sea la fracción de aire que está formada por vapor de agua, menor será la masa por unidad de volumen y menos denso será el aire. una densidad más baja se traduce en un viaje más rápido de la onda de sonido, por lo que las ondas de sonido viajan más rápido a alta humedad Sin embargo, el aumento de la velocidad es muy pequeño, por lo que para la mayoría de los propósitos cotidianos puede ignorarlo. en la temperatura ambiente, el aire al nivel del mar, por ejemplo, el sonido viaja aproximadamente un 0.35 por ciento más rápido en 100 por ciento de humedad (aire muy húmedo) que en 0 por ciento de humedad (aire completamente seco).
otros factores
El efecto de la humedad en la velocidad del sonido es ligeramente mayor a presiones de aire más bajas, como las que experimenta a gran altitud. a unos 6.000 metros (20.000 pies) sobre el nivel del mar, por ejemplo, la diferencia entre la velocidad del sonido en temperatura ambiente, aire seco con 0 por ciento de humedad y el mismo aire con 100 por ciento de humedad es aproximadamente 0.7 por ciento. el aumento de la temperatura también aumenta el efecto de la humedad en la velocidad del sonido en el aire, aunque nuevamente el aumento es relativamente modesto.