热气球的制作方法 热气球的基本原理是热胀冷缩 。 当空气受热膨胀后,比重会变轻而向上升起 。
热气球主要由一个巨大的气囊和一个用于装载人员或物品的吊篮以及用于加热空气的燃烧器组成 。
燃烧器将燃烧加热的空气由气囊下部的端口喷入气囊,热空气聚集在气囊中产生升力,使气球拖起吊篮一同升空 。
目前球囊通常由阻燃的强化尼龙或涤纶制成 。 球囊的质地很薄、很轻,但却有非常好的抗拉强度,而且是不透气的 。
吊篮由藤条编制而成(我国大多数采用东南亚进口的材料),着陆时能起到缓冲的作用 。
吊篮四角放置四个热气球专用液化气瓶,置计量器,吊篮内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表 。
燃烧器是热气球的心脏,比一般家庭煤气炉的燃烧能量大150倍 。 当主燃烧器点燃时,火焰有2-3 米高,并发出巨大的响声 。 点火燃烧器是主燃烧器的火种 。 一直保持火种,不会被风吹熄灭 。 另外,热气球上有两套燃烧系统以防备空中出现的故障 。
热气球通常用的燃料是丙烷或石油液化气,气瓶固定在吊篮内,一只热气球能自带80公斤的液体燃料 。
热气球没有动力系统,在空中是随风而行 。 但是,由于风在不同的高度有不同的方向和速度,驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度 。
手工制作热气球怎么操作? 类似于孔明灯
自制方法
众所周知,空气对处于其中的物体有浮力的作用,现在就让我们利用空气的浮力来制作一个简易的热气球 。
器材准备:未使用过的气球(即洋泡泡)、细线、小石块(充当小坠子) 。
制作过程:给气球吹适量气体后,用细线密封并把一个小坠子连在气球上 。 将气球放入入热水中(大约50~60摄氏度)迅速擦干并释放 。 热气球是不是飞起来了?
热气球的怎么做? 以往在教完浮沉条件的应用一节之后,我布置学生自制孔明灯,但他们制作的孔明灯都飞不起来,其原因是他们制作的孔明灯不满足起飞条件 。
1 孔明灯起飞条件
孔明灯“会飞”原因是:燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升,从而排出孔明灯中原有空气,使自身重力变小,空气对它的浮力把它托了起来 。
由浮沉条件可知,只有满足:
F浮>G总=G热空气+G灯
即:G灯<F浮-G热空气
时它才能上升,由此可知它的自重(包括外壶燃料的重力)要很轻才能起飞,轻到什么程度呢?
G灯<F浮-G热空气=ρ空气gV排-ρ热空气gV,
G灯<(ρ空气-ρ热空气)gV排,
m灯<(ρ空气-ρ热空气)V排, (1)
空气的密度可由理想气体状态方程得出 。
把(2)式代入(1)式可得
可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定 。
具体数据估算如下:
设当天气温:T空气=300K(27℃);大气压强:1标准大气压,p=1.01325×105Pa;孔明灯容积:V容=V排=0.2m× 0.25m×0.4m=2×10-2m3;加热后的空气温度:T热空气=500K(227℃);?空气=0.029kg/mol.代入(3)式得:
在上述条件下孔明灯总质量在9.44g时,当热空气温度升到227℃时上升 。
假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3kg,由(3)式变形并代入数据得:
即热空气温度只要升高到88℃,孔明灯即可上升 。
仍按上述条件,若孔明灯质量
即m灯≥23.56g,则无论热空气温度升到多高也飞不起来 。
由上面分析可知孔明灯要起飞,它的质量不能超过一定值,而且质量越小所需热空气温度越低,也就越容易起飞 。
2 一种简易孔明灯
在上面分析基础上,我制成了一种极易起飞的孔明灯,课上一使用学生兴趣盎然,纷纷自己制作,也都获得了成功 。
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