Dacă ai văzut vreodată fulgerul pe cerul nopții și ai numărat câte secunde a durat pentru ca tunetul să-ți ajungă la urechi, știi deja că lumina călătorește mult mai repede decât sunet. Asta nu înseamnă că nici sunetul călătorește încet; la temperatura camerei, o undă sonoră se deplasează cu peste 300 de metri pe secundă (mai mult de 1.000 de picioare pe secundă). Viteza sunetului în aer variază în funcție de mai mulți factori, inclusiv umiditatea.
Imaginați-vă o moleculă de aer care trece prin spațiu și se prăbușește într-un vecin, astfel încât să se arunce reciproc ca o pereche de bile de cauciuc. A doua moleculă se repede acum până se ciocnește cu alta și așa mai departe. Fiecare dintre aceste coliziuni transferă energie de la prima moleculă la a doua. Astfel călătoresc undele sonore: moleculele de aer sunt forțate să se miște de o perturbare precum vibrația corzilor vocale în gât și coliziile transferă acea energie de la primul set de molecule de aer către vecinii lor și așa mai departe exterior. În cele din urmă, valul transferă energie, dar nu materie, ceea ce înseamnă că perturbarea călătorește mai degrabă decât moleculele de aer în sine.
Când vorbiți despre viteza sunetului, vorbiți despre cât timp durează unda sonoră sau perturbarea pentru a merge din locul de unde a început la ureche. Viteza unei unde sonore este determinată de mediul sau materialul prin care circulă unda; aceeași undă va merge mai repede în heliu decât în aer, de exemplu. Fiecare material are două proprietăți care determină cât de rapid transmite sunetul: densitatea și rigiditatea sau modulul elastic.
„Rigiditatea” aerului sau modulul său elastic nu se schimbă odată cu umiditatea. Cu toate acestea, densitatea există. Pe măsură ce umiditatea crește, crește și procentul de molecule de aer care sunt molecule de apă. Moleculele de apă sunt mult mai puțin masive decât moleculele de oxigen, azot sau dioxid de carbon și, cu atât, cu atât sunt mai mari fracțiune de aer care este alcătuită din vapori de apă, cu cât este mai mică masa pe unitate de volum și cu atât este mai puțin dens aerul devine. Densitatea mai mică se traduce prin deplasarea mai rapidă a undelor sonore, astfel încât undele sonore se deplasează mai repede la umiditate ridicată. Cu toate acestea, creșterea vitezei este foarte mică, astfel încât în majoritatea scopurilor zilnice o puteți ignora. La temperatura camerei, aerul la nivelul mării, de exemplu, sunetul se deplasează cu aproximativ 0,35% mai repede la 100% umiditate (aer foarte umed) decât în 0% umiditate (aer complet uscat).
Efectul umidității asupra vitezei sunetului este ușor mai mare la presiuni mai mici de aer, ca cele pe care le experimentați la altitudine mare. De exemplu, la aproximativ 6.000 de metri deasupra nivelului mării, diferența dintre viteza sunetului la temperatura camerei aer uscat la 0% umiditate și același aer la 100% umiditate este de aproximativ 0,7 la sută. Creșterea temperaturii mărește, de asemenea, efectul umidității asupra vitezei sunetului în aer, deși din nou creșterea este relativ modestă.
