VITESSE DU SON

sion moyenne de l’air est égale à celle d’une colonne de mercure qui aurait environ 76 centimètres de hauteur. Au sommet du Mont-Blanc, la colonne barométrique dépasse à peine la moitié de cette hauteur, et, par conséquent, au point le plus élevé de cette montagne, l’élasticité de l’air n’a que la moitié environ de sa valeur sur le rivage des mers.

Si nous pouvions augmenter l’élasticité de l’air sans augmenter en même temps sa densité, nous augmenterions la vitesse du son. Nous l’augmenterions encore, si nous pouvions diminuer la densité sans faire varier l’élasticité. Cela posé, l’air chauffé au sein d’un vase clos, où il ne peut pas se dilater, a son élasticité accrue par la chaleur, en même temps que sa densité reste la même. Au travers de l’air ainsi échauffé, le son se propagera donc plus rapidement qu’à travers l’air libre. Pareillement l’air auquel on laisse la liberté de se dilater a sa densité diminuée par la chaleur, tandis que son élasticité reste la même, et par conséquent il propagera le son avec plus de vitesse que l’air froid: c’est ce qui arrive lorsque notre atmosphère est échauffée par le soleil. L’air se dilate et devient plus léger, volume pour volume, tandis que sa pression ou, en d’autres termes, son élasticité reste la même. Ainsi s’explique cette phrase que la vitesse du son dans l’air est de 332 mètres par seconde , à la température de la glace fondante . A de plus basses températures, la vitesse est moindre, et à de plus hautes températures elle est plus grande. Wertheim a déterminé la vitesse du son dans l’air à diverses températures, et il a trouvé :

îérature de l’air.

Vitesse du son.

LEÇON I

Nous voyons donc que la vitesse du son est de 33 lm, 9 par seconde à un demi-degré au-dessus de la température de la glace fondante, et de 347m, 3 à la température de 26°, 6. Une différence de 26° de température donne ainsi une différence de 15m, 6 dans la vitesse du son, ce qui revient en moyenne, à une différence de 6 décimètres par chaque degré de température.

Sous la même pression, c’est-à-dire avec la même élasticité, la densité de l’hydrogène est beaucoup moindre que celle de l’air, et par conséquent la vitesse du son dans le gaz hydrogène surpasse considérablement sa vitesse dans l’air. L’inverse a lieu pour le gaz acide carbonique, qui est plus dense que l’air : dans ce gaz, sous la même pression, la vitesse du son est moindre que dans l’air. Si l’élasticité et la densité varient dans le même rapport, comme cela a lieu, d’après la loi de Mariotte, pour l’air, quand sa température reste constante, les effets des deux variations se neutraliseront l’un l’autre. Donc, si la température est la même, la vitesse du son sera aussi la même au sommet des Alpes et à l’embouchure de la Tamise. Mais, parceque l’air est plus froid à de plus grandes hauteurs, la vitesse du son est moindre sur le sommet des montagnes qu’au niveau des mers. On exprime plus exactement cette loi de la vitesse du son, en empruntant la langue des mathématiques, et disant que cette vitesse est directement proportionnelle à là racine carrée de l’élasticité de l’air, inversement proportionnelle à la racine carrée de la densité de l’air. Par conséquent, puisque dans l’air, à une température constante, l’élasticité et la densité varient proportionnellement et agissent en sens contraire, la vitesse du son ne sera pas affectée par un changement de densité, s’il est accompagné d’un changement de température. Il n’y a peut-être pas d’erreur plus commune