Als je ooit een bliksemflits in de nachtelijke hemel hebt gezien en vervolgens hebt geteld hoeveel seconden het duurde voordat het onweer je oren bereikte, weet je al dat het licht veel sneller beweegt dan geluid. Dat betekent niet dat het geluid ook langzaam beweegt; bij kamertemperatuur rijdt een geluidsgolf met meer dan 300 meter per seconde (meer dan 1000 voet per seconde). De snelheid van het geluid in de lucht varieert afhankelijk van verschillende factoren, waaronder vochtigheid.

Geluidsgolven

Stel je een luchtmolecuul voor dat door de ruimte blaast en tegen een buur in botst, zodat ze elkaar als een stuiter tegen elkaar stuiteren paar rubberen ballen. Het tweede molecuul snelt nu weg totdat het botst met een ander enzovoort. Elk van deze botsingen draagt ​​energie over van het eerste molecuul naar het tweede. Dit is hoe geluidsgolven bewegen: luchtmoleculen worden in beweging gebracht door een verstoring zoals de trilling van de stembanden in je keel, en botsingen overbrengen die energie van de eerste set luchtmoleculen naar hun buren enzovoorts naar buiten. Uiteindelijk draagt ​​de golf energie over, maar niet van materie, wat betekent dat het de verstoring is die reist in plaats van de luchtmoleculen zelf.

Snelheid

Als je praat over de snelheid van geluid, ben je praten over hoeveel tijd het kost om de geluidsgolf of storing te laten gaan van de plaats waar het naar je oor is gegaan. De snelheid van een geluidsgolf wordt bepaald door het medium of materiaal waardoor de golf beweegt; dezelfde golf zal sneller gaan in helium dan bijvoorbeeld in lucht. Elk materiaal heeft twee eigenschappen die bepalen hoe snel het geluid uitzendt: de dichtheid en de stijfheid of elasticiteitsmodulus.

Luchtverdeling

De "stijfheid" van lucht of de elasticiteitsmodulus verandert niet bij vochtigheid . Dichtheid echter. Naarmate de luchtvochtigheid toeneemt, neemt ook het percentage luchtmoleculen watermoleculen toe. Watermoleculen zijn veel minder zwaar dan zuurstof, stikstof of koolstofdioxidemoleculen, en dus hoe groter de fractie lucht die bestaat uit waterdamp, hoe minder massa per volume-eenheid, en hoe minder dichtheid de lucht wordt. Lagere densiteit vertaalt zich in een snellere geluidsgolfbeweging, zodat geluidsgolven sneller gaan bij hoge luchtvochtigheid. De snelheidsverhoging is echter erg klein, dus u kunt deze voor de meeste dagelijkse doeleinden negeren. Bij lucht op kamertemperatuur bijvoorbeeld op zeeniveau, gaat het geluid ongeveer 0,35% sneller in 100% luchtvochtigheid (zeer vochtige lucht) dan bij 0 procent vochtigheid (volledig droge lucht).

Andere factoren

Het effect van vochtigheid op de snelheid van geluid is iets groter bij lagere luchtdrukken, zoals die u op grote hoogte ervaart. Op ongeveer 6.000 meter (20.000 voet) boven zeeniveau is bijvoorbeeld het verschil tussen de geluidssnelheid in droge lucht op kamertemperatuur en 0 procent vochtigheid en dezelfde lucht bij 100 procent vochtigheid ongeveer 0.7 procent. Toenemende temperatuur vergroot ook het effect van vochtigheid op de snelheid van geluid in de lucht, hoewel de toename weer relatief bescheiden is.