Si alguna vez ha visto parpadear un relámpago en el cielo nocturno y luego ha contado cuántos segundos para que el trueno llegue a tus oídos, ya sabes que la luz viaja mucho más rápido que sonar. 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.
Imagínese una molécula de aire que se precipita a través del espacio y choca contra un vecino de modo que rebotan entre sí como un par de pelotas de goma. La segunda molécula ahora se precipita 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. exterior. En última instancia, la onda transfiere energía pero no materia, lo que significa que es la perturbación la que viaja en lugar de las propias moléculas de aire.
Cuando se habla de la velocidad del sonido, se habla de cuánto tiempo tarda la onda de sonido o la perturbación en ir desde el lugar donde comenzó hasta el oído. La velocidad de una onda de sonido está determinada por el medio o material a través del cual viaja la onda; la misma onda irá más rápido en helio que en 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 elástico.
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 aumenta 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 es el fracción de aire que se compone de vapor de agua, menos masa por unidad de volumen y menos denso es el aire se convierte. Una densidad más baja se traduce en un viaje de ondas de sonido más rápido, por lo que las ondas de sonido viajan más rápido con mucha humedad. Sin embargo, el aumento de velocidad es muy pequeño, por lo que para la mayoría de los propósitos cotidianos puede ignorarlo. En el aire a temperatura ambiente al nivel del mar, por ejemplo, el sonido viaja aproximadamente un 0,35 por ciento más rápido en un 100 por ciento de humedad (aire muy húmedo) que en un 0 por ciento de humedad (aire completamente seco).
El efecto de la humedad sobre la velocidad del sonido es ligeramente mayor a presiones de aire más bajas, como las que se experimentan a gran altura. A unos 6.000 metros (20.000 pies) sobre el nivel del mar, por ejemplo, la diferencia entre la velocidad del sonido en aire seco a temperatura ambiente 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 magnifica el efecto de la humedad sobre la velocidad del sonido en el aire, aunque nuevamente el aumento es relativamente modesto.
