热气球内部的人类(热气球里面的是什么气)
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1、为什么热气球燃烧空气的密度不变?
空气是有质量的物质。相同体积的空气,温度不同,它们的密度、质量也不同。这就像水和冰,水结成冰后密度变小。把冰块按入水底,它总漂上来,就是因为冰比水密度小的缘故。气球升空的原理简单地说就是:球囊内空气被加热后密度变小,质量轻于球囊外相同体积的冷空气,于是球囊产生浮力而升空(像冰块在水中上浮一样)。对航空器而言,我们把这一浮力叫做升力。比如一个标准的AX-7级的热气球,它的球囊体积为2180立方米(77000英尺3),在海平面气温15℃时,该球囊内空气总质量为2670公斤。燃烧器将球囊内空气加温时,囊内空气膨胀,密度变小,膨胀后多余的空气从气球底口排出。囊内2180立方米的热空气达到100℃时,质量变为2070公斤,比相同体积的冷空气(15℃)轻了600公斤,此时气球产生了600公斤的升力。如果气球飞行总质量小于600公斤,气球就可以上升了。
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热气球升空的原理是对里面的空气进行加热后,空气受热膨胀,就会逸散出来,导致热气球内部热空气密度变小,而外部冷空气密度大,通常空气加热后密度减小,温度达到100℃,密度约为0.95kg/m3,是未加热空气的1/1.3。根据阿基米德的浮力公式,可知热气球外部冷空气密度大,内部空气密度小,从而外部空气对热气球产生浮力作用(对航空器而言,通常将该浮力成为升力),致使热气球上浮,而并不是因为体积的变化,事实上热气球在球囊一定的情况下,排开空气的体积近似不变的。
热气球,更严格的讲应叫做密封热气球,由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球皮是由强化尼龙制成的(有的热气球是由涤纶制成的),尽管它的质量很轻,但却极结实,球囊是不透气的。
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