Warum Schall nicht immer gleich schnell ist
Die oft genannten 343 Meter pro Sekunde gelten nur für Luft von etwa 20 Grad. Schall ist eine Druckwelle, die sich von Teilchen zu Teilchen fortpflanzt, und in warmer Luft bewegen sich die Moleküle schneller. Pro Grad Temperaturanstieg nimmt die Schallgeschwindigkeit in Luft um etwa 0,6 Meter pro Sekunde zu. Bei minus 20 Grad sind es nur noch rund 319 Meter pro Sekunde.
In Wasser ist Schall mehr als viermal so schnell wie in Luft, weil Wasser viel schwerer zusammenzudrücken ist. Auch hier wirkt die Temperatur, allerdings nicht linear: Die Geschwindigkeit steigt bis etwa 74 Grad an und fällt danach wieder leicht. Der Rechner verwendet für Wasser eine bewährte Näherungsformel für den Bereich von 0 bis 100 Grad.
Neben der Geschwindigkeit selbst zeigt der Rechner zwei praktische Folgen: die Laufzeit über eine frei wählbare Strecke und die Wellenlänge zu einer Frequenz. So sehen Sie etwa, wie viel später ein Echo zurückkommt oder wie lang die Welle des Kammertons a ist.
Anwendungen im Alltag und in der Technik
Die bekannteste Anwendung ist die Gewitterregel: Zählt man die Sekunden zwischen Blitz und Donner und teilt durch drei, erhält man grob die Entfernung in Kilometern. Das funktioniert, weil Licht praktisch sofort ankommt und Schall rund drei Sekunden pro Kilometer benötigt. Im Winter ist der Donner etwas langsamer, im Hochsommer etwas schneller.
In der Raumakustik und bei Beschallungsanlagen ist die Laufzeit entscheidend. Lautsprecher, die weit von der Bühne entfernt stehen, werden elektronisch verzögert, damit ihr Schall gleichzeitig mit dem Direktschall beim Publikum ankommt. Bei 50 Metern Abstand sind das bereits rund 146 Millisekunden, deutlich hörbar als Echo, wenn man es nicht ausgleicht.
Ultraschall-Abstandssensoren, Echolote und Parksensoren messen die Laufzeit eines Impulses und rechnen daraus die Entfernung. Weil die Geschwindigkeit von der Temperatur abhängt, korrigieren genaue Geräte mit einem Temperaturfühler. Ohne Korrektur entsteht zwischen 0 und 30 Grad ein Fehler von gut fünf Prozent.
Die Formel für Luft gilt für trockene Luft und ideale Gasbedingungen; Luftfeuchtigkeit erhöht den Wert nur geringfügig, der Luftdruck spielt bei gleicher Temperatur praktisch keine Rolle. Für Meerwasser mit Salz und hohem Druck in der Tiefe gibt es eigene, aufwendigere Formeln. In Festkörpern wie Stahl liegt die Schallgeschwindigkeit bei rund 5.000 Metern pro Sekunde und mehr.
Tipps und typische Fehler
Schall richtig rechnen.
- Temperatur: Immer angeben.
- Faustregel: 3 s pro km.
- Sensoren: Temperatur ausgleichen.
- Wasser: Gut viermal schneller.
Weitere Rechner: Mathe & Formeln
Häufige Fragen
Wie schnell ist Schall in Luft?
Bei 20 °C etwa 343 m/s, bei 0 °C etwa 331 m/s.
Ist Schall in Wasser schneller?
Ja, in Süßwasser von 20 °C rund 1.480 m/s, mehr als viermal so schnell.
Hängt die Schallgeschwindigkeit vom Luftdruck ab?
Bei gleicher Temperatur praktisch nicht, entscheidend ist die Temperatur.
Wie weit ist ein Gewitter entfernt?
Sekunden zwischen Blitz und Donner geteilt durch drei ergibt grob die Kilometer.
Wie schnell ist Schall in Stahl?
Rund 5.000 bis 6.000 m/s, je nach Wellenart.
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