湿度補正

空気中には水蒸気があるので,次のような湿度補正を加えなければなりません。

気温をt ℃,気圧を p ㎜Hg,そのときの水蒸気だけの分圧をe㎜Hgとします。 すると,空気だけの分圧は p - e となり,このときの空気の密度をρ1 とします。ここで,空気だけの圧力を p に等温圧縮したときの密度をρとすると,
shiki1

また,圧力eの水蒸気の密度をρ2とします。 ここで,水蒸気だけの圧力を p に等温圧縮したときの密度をρ’とすると,
shiki2

ところが,同圧 p において,
水蒸気の密度 ρ’: 空気の密度 ρ ≈ 5 : 8
なので,空気と水蒸気の混合気体の密度は,
shiki3
よって,水蒸気を含む空気中の音の速度は,
shiki4
実験において,気温t ℃,気圧 p ㎜Hg,水蒸気だけの分圧e㎜Hgである大気中の 音の速度を測定してVを得たとします。 そこから,次のように0℃の乾燥した空気中の音の速度を求めます。
shiki5



参考文献
吉田卯三郎/武居文助/橘實房 /武居文雄 六訂「物理学実験」(三省堂)