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Vitesse du son dans l'air selon la température

Calculez la vitesse du son dans l'air à une température donnée, et le temps qu'il met pour parcourir une distance et revenir en écho.

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Unité de température

Valeur hors limites

Valeur hors limites

Résultats

Vitesse du son

343,2 m/s

Temps pour parcourir la distance

2,91 s

Vitesse du son en km/h
1 236
Délai d'écho (aller-retour)
5,83 s
Distance parcourue en 1 seconde
343

Vitesse du son à d'autres températures

Vitesse du sonVitesse du son en km/h
-20 °C actuel318,91 148
-10 °C actuel325,21 171
0 °C actuel331,31 193
10 °C actuel337,31 214
20 °C actuel343,21 236
30 °C actuel349,01 256
40 °C actuel354,71 277

La vitesse du son dans l’air

Le son est une onde de pression qui se propage dans l’air, l’eau ou les solides. Dans l’air, sa vitesse dépend surtout de la température : l’air chaud transmet le son plus vite, car ses molécules s’agitent davantage. À 20 °C, le son parcourt environ 343 mètres par seconde, soit un kilomètre en moins de trois secondes. La pression et l’altitude, à elles seules, n’ont presque pas d’effet.

La formule

v = 331,3 × √(1 + T ÷ 273,15), en m/s, avec T en °C.

Cette formule pour l’air sec est précise à mieux qu’un pour cent aux températures courantes. Retenez qu’elle augmente d’environ 0,6 m/s par degré. L’humidité l’augmente un peu : dans un air très humide à 30 °C, la vitesse est environ 0,3 % plus élevée.

Exemple chiffré

L’air est à 20 °C et vous voulez savoir combien de temps le son met pour parcourir 1 km.

  1. v = 331,3 × √(1 + 20 ÷ 273,15) = 343,2 m/s, soit environ 1 236 km/h.
  2. Temps pour 1 000 m : 1 000 ÷ 343,2 = 2,91 secondes.
  3. L’écho renvoyé par une falaise située à 1 km reviendrait au bout de 5,83 secondes.

Vitesse du son selon la température

Température de l’air Vitesse du son
−20 °C 319 m/s, 1 148 km/h
0 °C 331 m/s, 1 193 km/h
20 °C 343 m/s, 1 236 km/h
40 °C 355 m/s, 1 277 km/h

Dans les autres matériaux

Le son va beaucoup plus vite dans les liquides et les solides, plus difficiles à comprimer : environ 1 480 m/s dans l’eau douce, 1 520 m/s dans l’eau de mer, autour de 3 800 m/s dans le bois dur dans le sens des fibres et environ 5 900 m/s dans l’acier. C’est pourquoi on entend un train arriver dans les rails avant de l’entendre dans l’air.

Applications pratiques

  • Orages : comptez les secondes entre l’éclair et le tonnerre et divisez par 3 pour obtenir la distance en kilomètres.
  • Écho et sonar : mesurer le temps d’un écho donne la distance d’un mur ou du fond marin.
  • Musique et sonorisation : la vitesse du son fixe la longueur d’onde de chaque note et le retard à appliquer entre les enceintes d’une grande salle.
  • Aéronautique : le nombre de Mach compare la vitesse d’un avion à celle du son à l’endroit où il vole. À l’altitude de croisière, où l’air est vers −56 °C, Mach 1 ne vaut plus qu’environ 1 060 km/h.

Questions fréquentes

Quelle est la vitesse du son ?

Environ 343 m/s, soit 1 235 km/h, dans l'air sec à 20 °C. Elle est d'environ 331 m/s à 0 °C.

Comment la température modifie-t-elle la vitesse du son ?

Le son va plus vite dans l'air chaud : environ 0,6 m/s de plus par degré Celsius.

Le son va-t-il plus vite dans l'eau ?

Oui, environ 1 480 m/s, plus de quatre fois plus vite que dans l'air. Dans l'acier, il atteint environ 5 900 m/s.

L'altitude change-t-elle la vitesse du son ?

Pas directement : la pression n'a presque pas d'effet. La vitesse baisse en altitude parce que l'air y est plus froid, jusqu'à environ 295 m/s à l'altitude de croisière d'un avion de ligne.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

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Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.