최종 업데이트: 2026-06-15

공기 중 음속

소리는 기계적 파동입니다. 매질을 통해 이웃 분자들을 밀고 당기는 압력 변동의 연쇄로 전파됩니다. 공기와 같은 기체에서 이 파동이 전파되는 속도는 주로 온도에 의해 결정됩니다. 온도가 높을수록 분자가 빠르게 운동하고, 압력파가 더 빠르게 전달됩니다.

이 계산기는 절대 영점에서부터 임의의 온도까지 건조한 공기에서의 음속을 계산합니다.

온도가 음속을 결정하는 방식

기체 운동론에 따르면 음속 $v$와 절대 온도 $T$(켈빈)는 다음과 같은 정확한 관계를 가집니다:

$v = 331.3 \cdot \sqrt{\frac{T}{273.15}} \quad \text{m/s}$

상수 331.3 m/s는 0 °C(273.15 K)에서 측정된 음속입니다. 실온 근방에서는 이 제곱근 공식을 더 단순한 선형 규칙으로 잘 근사할 수 있습니다:

$v \approx 331.3 + 0.6 \cdot T_{\!\circ\text{C}} \quad \text{m/s}$

섭씨 1도 상승할 때마다 음속이 약 0.6 m/s 증가한다는 의미입니다. 이 계산기는 전체 온도 범위에서의 정확성을 위해 정확한 제곱근 공식을 사용합니다.

공식 표

계산 예시

35 °C의 무더운 여름날 음속은 얼마인가요?

켈빈으로 변환: $T = 35 + 273.15 = 308.15\ \text{K}$.

$v = 331.3 \cdot \sqrt{\frac{308.15}{273.15}} = 331.3 \cdot \sqrt{1.1282} = 331.3 \times 1.0622 \approx 351.9\ \text{m/s}$

이는 약 1,267 km/h(787 mph)입니다. 비교를 위해 20 °C에서의 음속은:

$v = 331.3 \cdot \sqrt{\frac{293.15}{273.15}} \approx 343.2\ \text{m/s}$

20 °C와 35 °C 사이에서 거의 9 m/s 증가하며, 이는 1도당 0.6 m/s 규칙과 일치합니다.

실용적 맥락

마하 수는 물체의 속도와 현지 음속의 비율로 정의됩니다. 해수면 표준 대기(15 °C)에서 음속은 약 340 m/s(1,225 km/h)이므로 마하 1은 대략 1,225 km/h에 해당합니다. 고도가 높아져 공기가 차가워지면 음속이 낮아지므로 마하 1은 더 낮은 대기 속도에 해당합니다. 이것은 항공에서 중요한 고려 사항입니다.

습도는 음속에 약간의 양의 영향을 미칩니다(수증기가 질소-산소 혼합물보다 가볍기 때문). 그러나 일반적인 조건에서 그 영향은 1 m/s 미만이므로 이 계산기에서는 포함하지 않습니다.

한계

이 공식은 건조한 공기에만 적용됩니다. 다른 기체는 열용량비 $\gamma$와 몰질량 $M$이 다르므로 음속 방정식도 다릅니다. 소리는 액체와 고체에서 훨씬 빠르게 전파됩니다. 물에서는 약 1,480 m/s, 강철에서는 약 5,100 m/s입니다. 이러한 매질에서는 체적 탄성률 또는 영률에 기반한 별도의 공식이 필요합니다.