Звук быстрее где?

Ты говоришь:

«Но мы знаем, что звук распространяется быстрее в более теплом воздухе, а более теплый воздух легче, чем менее теплый воздух».

Здесь проблема с используемой логикой. Если количество воздуха в помещении останется прежним, а мы его нагреем, то воздух не станет легче. Что произойдет, так это то, что звук будет распространяться быстрее в этом более теплом воздухе, поскольку его молекулы обладают большей кинетической энергией и чаще сталкиваются, перенося звуковую волну быстрее.

Это правда, что звук распространяется быстрее в более плотном воздухе той же температуры.

Ваше утверждение "...более теплый воздух легче, чем менее теплый воздух"

только «кажется» верным, потому что, например, в воздушном шаре, когда воздух нагревается, давление повышается, и часть воздуха выталкивается из нижней части воздушного шара, в результате чего в воздушном шаре остается меньше воздуха, что делает его легче. Точно так же в атмосфере воздух, нагретый поверхностями пустыни и т. д., поднимается вверх, потому что он локально расширяется, уменьшая среднюю плотность, в то время как более холодный воздух, более плотный, движется ниже. Все это возможно, потому что атмосфера настолько обширна, что локальные вариации нормальны.

Чтобы еще больше прояснить ход мыслей, тело воздуха в$0^{\circ}$Цельсия, то есть 90% вакуума легче, чем воздух при атмосферном давлении, который, скажем, горячее$10^{\circ}$Цельсия.

При прочих равных условиях звук распространяется медленнее в более плотной среде. Звук распространяется быстрее в воде, чем в воздухе, и быстрее в стали, чем в воде, потому что эти материалы имеют более высокий модуль упругости.