Tartalom
Ha valaha is látta, hogy villámlás villog az éjszakai égbolton, és megszámlálja, hogy hány másodpercbe telt a mennydörgés, amíg elérte a fülét, akkor már tudja, hogy a fény sokkal gyorsabban halad, mint a hang. Ez nem azt jelenti, hogy a hang is lassan halad; szobahőmérsékleten egy hanghullám másodpercenként több mint 300 méter (másodpercenként több mint 1000 láb) halad. A hang sebessége a levegőben számos tényezőtől függ, beleértve a páratartalmat is.
Hang hullámok
Képzeljünk el egy levegőmolekulát, amely ápolja az űrben és összeomlik egy szomszédba úgy, hogy úgy visszapattanjon egymástól, mint egy pár gumilabda. A második molekula addig rohan, amíg ütközik egy másikval és így tovább. Ezen ütközések mindegyike energiát továbbít az első molekulából a másodikba. Így mozognak a hanghullámok: a levegőmolekulákat olyan zavarok, mint például a torokban lévő hangkábelek rezgése kényszerítik mozgásra, és az ütközések ezt az energiát az első légmolekula-készletből átjuttatják szomszédaikhoz és így tovább. Végül a hullám átadja az energiát, de nem számít, vagyis a zavarok mozognak, nem pedig a levegőmolekulák.
Sebesség
A hangsebességről beszélve arról beszél, hogy mennyi időbe telik a hanghullám vagy a zavar eljutása a füléhez vezető helytől. A hanghullám sebességét az a közeg vagy anyag határozza meg, amelyen keresztül a hullám halad; ugyanaz a hullám gyorsabban halad a héliumban, mint például a levegőben. Mindegyik anyagnak két tulajdonsága van, amelyek meghatározzák, hogy milyen gyorsan továbbítja a hangot: sűrűsége, merevsége vagy rugalmassági modulusa.
Levegő
A levegő "merevsége" vagy rugalmassági modulusa nem változik a páratartalommal. A sűrűség azonban igen. Ahogy a páratartalom növekszik, a légmolekulák százalékos aránya is növekszik. A vízmolekulák sokkal kevésbé tömegesek, mint az oxigén-, nitrogén- vagy szén-dioxid-molekulák, és így minél nagyobb a levegő hányada, amelyet a vízgőz alkot, annál kisebb a tömeg egységnyi térfogatra, és annál kevésbé sűrű lesz a levegő. Az alacsonyabb sűrűség gyorsabb hanghullám-utazáshoz vezet, így a magas hullámhosszúság mellett a hanghullámok gyorsabban haladnak. A sebesség növekedése azonban nagyon kicsi, tehát a mindennapi célokra ezt figyelmen kívül hagyhatja. Szobahőmérsékleten, például a tengerszint feletti levegőben a hang körülbelül 0,35% -kal gyorsabban halad 100% -os páratartalom esetén (nagyon nedves levegő), mint a 0% páratartalom esetén (teljesen száraz levegő).
Egyéb tényezők
A páratartalom a hangsebességre gyakorolt hatása kissé nagyobb az alacsonyabb légnyomás esetén, mint például a nagy magasságban tapasztaltak. Például kb. 6000 méter (20 000 láb) tengerszint feletti magasságban a szobahőmérsékleten 0% páratartalmú száraz levegőben és ugyanazon levegőben 100% -os páratartalom mellett a hangsebesség közötti különbség körülbelül 0,7%. A növekvő hőmérséklet szintén növeli a páratartalom hatását a levegőben zajló hangsebességre, bár a növekedés meglehetősen szerény.