Cách Làm Khinh Khí Cầu Bay Được

trong lí giải này tôi sẽ lý giải nguyên lý của khinh thường khí cầu cất cánh (được call là đèn lồng trên thai trời). Tôi đã bao gồm khinh khí cầu cho dự án công trình trường học, bởi vậy, tôi cho rằng nó rất có thể khiến người khác thân yêu khi thấy biện pháp thức hoạt động của khinh khí mong và tôi dịch nó từ ngôn từ của mình. Về phía dẫn có tác dụng khinh khí cầu, có không hề thiếu hướng dẫn về nó, bởi vì vậy, chỉ cần tìm kiếm một chút. :)

Xin lỗi bởi những lỗi ngữ pháp rất có thể có vào lời khuyên, tiếng Anh chưa hẳn là ngữ điệu mẹ đẻ của tôi.Bạn đã xem: phương pháp làm khinh thường khí cầu cất cánh được

Nếu các bạn có ngẫu nhiên câu hỏi, hoặc phát minh cho một vài dự án mới, chỉ việc hỏi bên dưới hoặc gửi mang đến tôi PM.

Bạn đang xem: Cách làm khinh khí cầu bay được

Vì vậy, nghỉ ngơi đây công ty chúng tôi đi! : D

Nếu bạn sẽ thích nó, hãy bình chọn!

Vật tư:

Bước 1: reviews lịch sử

Khinh khí ước là gì?

Như chúng ta cũng có thể đã nhấn ra, khinh khí ước trong cơ bạn dạng chỉ là một trong những túi bự mà chúng ta đặt không gian nóng, được cấp dưỡng bởi một số nguồn lửa, vì chưng vậy nó rất có thể bay.

Khinh khí cầu được áp dụng trong WW2 bởi Nhật Bản, chúng đã ném bom vào Mỹ, qui định là bọn chúng bắt những luồng ko khí để điều hướng, và kế tiếp khi chúng sẽ đến nơi nhắm mục tiêu, chúng sẽ tắt ngọn lửa. Điều đáng ngạc nhiên là thỉnh thoảng họ đã đánh một cái gì đó, nhưng lại họ đã tạm dừng vì họ lừng khừng liệu nó có vận động hay không.Về đèn lồng trên bầu trời, bọn chúng thường được làm từ bánh tráng và khung tre, toàn cục bóng cất cánh được hỗ trợ bởi giấy tre nhúng vào sáp. Hình thức là lửa làm nóng không khí trong khinh thường khí cầu tạo ra lực nâng, và kế tiếp lực nâng to hơn trọng lượng bóng sau đó nó bước đầu tăng lên. Coi thường khí cầu hoàn hảo nhất đầu tiên, được sản xuất bởi anh em Etienne và Joseph Montolfier. Bong bóng được làm từ giấy với chạy bằng đốt, cân nặng 800 m ^ 3. Nó đạt đến độ cao 2000 m và hạ cánh cách đây vài km.Ngày nay, coi thường khí cầu được sử dụng trong thể thao, đèn lồng trên khung trời được sử dụng cho một trong những dịp đặc biệt như tiệc sinh nhật, lễ mừng năm mới, v.v.

Bước 2: Ý tưởng làm cho nhabepvn.comệc:

• Thông qua một loạt các thí nghiệm và đo lường, tôi dự định xác minh thiết kế về tối ưu của khinh thường khí cầu (thể tích bóng, công suất quan trọng và sự đốt cháy nhiên liệu, trọng lượng của tổng thể cấu trúc)• Tôi mong muốn kiểm tra xem nhiệt độ đổi khác trong khinh thường khí cầu thế nào tùy ở trong vào: vận tốc nguồn khác nhau của khinh khí mong và gia tốc.Các thắc mắc chính là: 1. Nhiên liệu làm sao là cực tốt để đẩy trơn bay? 2. Xuất sắc hơn là sử dụng một trái bóng lớn hơn hoặc bé dại hơn?Giả thuyết là: 1. Hydrogen, bởi nó nhẹ và không tồn tại carbon rất có thể làm cho cục bộ khí nặng trĩu hơn.2. Phệ hơn, vì mặt phẳng của quả bóng cất cánh lên bên trên một hình vuông vắn và thể tích tại đoạn ba, do đó tỷ lệ không khí được lưu trữ trong quả bóng nhỏ dại hơn và to hơn là khác nhau. Và bây giờ hãy minh chứng điều đó!

Bước 3: phác thảo 1: chuyển động của không khí phía bên trong khinh khí cầu


*

Học thuyết:• Đèn lồng cất cánh theo chế độ nâng trong ko khí. Bằng cách làm nóng bầu không khí trong đèn lồng, ko khí nóng hơn từ môi trường, đó là vì sao tại sao nó có tỷ lệ thấp hơn, nó tạo nên một thang máy, lúc nó trở nên to hơn đèn lồng trọng lượng, đèn lồng được nâng lên không trung.Phác thảo 1 cho thấy thêm chuyển cồn không khí bên phía trong khinh khí cầu, tôi suy nghĩ rằng toàn bộ đều được trình bày khá tốt. :)

Bước 4: Áp suất thủy tĩnh

Áp suất (p) được có mang là tỷ số của lực (F) và bề mặt (A) mà lại lực tính năng theo các góc vuông. Bạn có thể nhabepvn.comết công thức: phường = F / AÁp suất thủy tĩnh:p_hs = F / A = (m ∙ g) / A = (ρ ∙ V ∙ g) / A = (ρ ∙ h ∙ A ∙ g) / A = ρ ∙ g ∙ hp_hs = ρ g ∙ hỞ độ sâu (h) hãy tưởng tượng một phương diện phẳng tuy vậy song với bề mặt (A) của chất lỏng. Trên bề mặt của một trọng lượng chất lỏng chức năng chiều cao xi lanh h. Đầu tiên, xác định khối lượng V gồm hình trụ là bao nhiêu:V = A hKhối lượng của hóa học lỏng xi lanh có thể được thể hiện từ mật độ (= m / v)m = V vậy kia là: m = A hvà trọng lượng của hình tròn (G = m g) là:G = A h ρ gVì áp suất bằng tỷ lệ giữa trọng lượng của chất lỏng và mặt phẳng mà nó hoạt động, biểu thức cho áp suất thủy tĩnh như sau:p = g g

Bước 5: Phao:


*

• sức nổi là lực ảnh hưởng tác động lên toàn bộ các cơ thể chứa chất lỏng (chất lỏng và hóa học khí) được tìm kiếm thấy vào lực trường tiềm năng (trường hấp dẫn, khối hệ thống gia tốc) và nó xảy ra do sự khác biệt do áp suất thủy tĩnh tác động tại vị trí trên cùng phần dưới.Vì trong trường hòa hợp của chúng ta, họ có tỷ lệ không khí thoát ra khỏi khinh khí cầu và mật độ khí trong coi thường khí cầu, chúng ta cần tính toán: F_u = ∆ρ g VỞ đâu: ∆ρ = ρ_z - _b => là mật độ chênh lệch của khí trong và ko kể khinh khí cầuPhương trình trạng thái thông thường của khí:p ∙ V = n R ∙ Tp ∙ V = m / M_r R ∙ T p ∙ M_r = m / V R ∙ Tp ∙ Mr = ρ R ∙ TNhững phương trình này đến phép chúng ta tính toán tỷ lệ của khí, như sau:ρ = (p M_r) / (R ∙ T)Khối lượng mol của ko khí:• không gian là láo hợp các loại khí khác nhau, trong đó phổ biến nhất là nitơ (78%), oxy (21%) cùng argon (1%). Đây là lý do tại sao cân nặng mol của nó là:M_r (không khí) = 0,78 M_r (N_2) + 0,21 M_r (O_2) + 0,01 M_r (Ar)M_r (không khí) = 0,78 (2 14) + 0,21 ∙ (2 16) + 0,01 (40)M_r (không khí) = 29g / molTrong văn bản, shop chúng tôi đã sử dụng những giá trị đồ vật lý và hằng số sau đây:F1- lực tự up_ ___________ g- hằng số hấp dẫnF2 - lực trường đoản cú xuống ____________-mật độ Lực lượng F3, F4- mặt ____________ Fu- lực nângp-preasure ____________________ p_a- áp suất khí quyểnF - lực lượng ______________ n- số molA, S- diện tích mặt phẳng _____________ R- hằng số khí chungp_hs- áp suất thủy tĩnh ____ M_r- khối lượng mol của khím- trọng lượng-_ ___________________ T - ánh sáng trong kelnhabepvn.comnsV- thể tích ____________ p_b- tỷ lệ không khí bên phía trong khinh khí cầuP- chênh lệch áp suất vào và quanh đó khinh khí cầup_z- mật độ không khí phía bên ngoài khinh khí mong Nhiên liệu:• có tác dụng nhiên liệu tôi đã thực hiện nến parafin. Chúng gồm một loại nguyên liệu rắn và một số loại cầu chì thường được thiết kế từ vải cốt tông được bao bọc bởi parafin nóng chảy ở nhiệt độ thấp (thường khoảng tầm 60 ° C).• chuyển động mao dẫn của sáp bấc được chuyển mang lại ngọn lửa nơi nó bốc hơi với cháy khi bao gồm oxy. Nến bị dập tắt khi các chất oxy trong không khí giảm sút dưới khoảng 16%.Chọn nhiên liệu:• Thật hoàn hảo nhất nếu tôi là mối cung cấp nhiệt rất có thể đốt cháy hydro vào oxy, chính vì đốt cháy hydro chỉ tạo thành hơi nước (không tất cả carbon dioxide), đó là một trong lựa chọn xuất sắc để nâng bóng cất cánh do trọng lượng phân tử tốt (M_r (H20) = 18g / mol). Hydrogen, tuy nhiên, bắt buộc được thực hiện vì vì sao an toàn.• lúc đốt nến (parafin), nó hóa giải một xác suất nhất định CO2 và H2O. Khi có tương đối nhiều hơi nước trong hỗn hợp không khí trong nhẵn bay. CO2 ko được mong muốn trong một trái bóng bay vì nó khiến cho không khí trở đề xuất lớn hơn, bởi vì nó bao gồm trọng lượng mol lớn hơn không khí (M_r (CO2) = 44g / mol).• Một hỗn hợp các hydrocacbon parafin bao gồm chiều lâu năm chuỗi 20 nguyên tử carbon. Các phân tử vậy nên có các nguyên tử giao động 2H bên trên một nguyên tử C và bằng phương pháp đốt cháy, chúng đã cho ra cùng một trong những phân tử CO2 cùng H20. Sau đó, trong một vài phép đo, như một mối cung cấp nhiệt được sử dụng máy thổi khí nóng. Cho nên vì thế tôi giành được sự an toàn, tốc độ và dễ dàng trong nhabepvn.comệc tiến hành các phép đo.Tính trọng lượng mol khí trong coi thường khí mong khi thực hiện nến:Không khí lạnh từ phía bên ngoài đến điểm cháy và gồm oxy tự nó kết hợp với hydro và carbon trường đoản cú parafin. Nitơ bước vào bóng bay không thế đổi.100 phân tử không gian (khoảng 79% N2 cùng 21% O2) đi vào khinh khí ước đã tạo thành 107 phân tử (79 phân tử N2, 14 cùng 14 phân tử phân tử CO2 H20) với từ đó họ có được phương trình:M_r (khinh khí cầu) = 1 / 1,07 (0,79 M_r (N_2) + 0,14 M_r (CO_2) + 0,14 M_r (H_2 O)M_r (hỗn đúng theo trong bóng bay) = 28,8g / molCuộc thí nghiệm:Nguyên đồ gia dụng liệu:Chất liệu đến khinh khí cầu tôi chọn là nhẹ, đủ chặt và thuận tiện mua được. Tôi lấy một túi rác bằng nhựa rất có thể tích 35 lít. Cấu trúc khung và nến mang được làm bằng ván balsa (gỗ có mật độ rất thấp). Là nhiên liệu, tôi vẫn sử dụng những hợp hóa học và láo lếu hợp khác biệt (lỏng và rắn), nhưng cuối cùng tôi ra quyết định sử dụng nến sinh nhật nhỏ dại thông thường vày chúng dễ xử lý nhất.Đặc điểm của nến:Khối lượng của nến: 1 gramChiều cao của nến: 5,4 cmTốc độ cháy: 0,0010 g / sGiá trị nhiệt độ của parafin: 46 MJ / kgCông suất sưởi một nến: 46 W

Bước 6: các phép đo:


*

Thiết bị đo tốc độ:Thiết bị này bao gồm 1 máy phát siêu âm (cảm biến) được kết nối với trang bị đo Vernier LabQuest. Cảm biến hoạt động bằng cách truyền biểu hiện siêu âm trong một chùm kha khá hẹp tại đối tượng đo vị trí. Những tín hiệu được phản ảnh bởi đối tượng đích và quay trở lại cảm biến. Lắp thêm đo từ khoảng thời hạn đã trôi qua thống kê giám sát khoảng biện pháp đến vật dụng thể cùng từ đó, sau này rất có thể dễ dàng tính được vận tốc và tốc độ của đồ vật thể quan sát được.

Bước 7: kết quả của phép đo với khinh thường khí ước 40 lít:


*

Đồ thị cho biết thêm lực nâng cải tiến và phát triển trong thời gian từ khi bước đầu làm nóng bóng bay. Trong 50 giây đầu tiên, lực nâng tạo thêm khi phía bên trong quả nhẵn được nung nóng. Khi ánh sáng trong khinh thường khí cầu định hình (làm lạnh = làm mát qua thành của láng bay), lực sẽ chấm dứt tăng và không đổi.

Xem thêm: 9 Mẹo Tăng Tốc Android Chạy Nhanh Như Vừa Mới Mua, 10 Mẹo Hay Giúp Tăng Tốc Thiết Bị Android Của Bạn

Bước 8: Nâng bóng, tùy ở trong vào nhiệt độ độ


*

Có thể thấy rằng những giá trị đo của thang máy ít hơn so với lý thuyết. Điều đó phân tích và lý giải như là hệ quả của phương thức đo ánh sáng trong khinh thường khí cầu. Đầu dò ánh sáng được đặt tại giữa phần trên của bóng cất cánh nơi nhiệt độ độ cao hơn nữa mức trung bình. Ở phần dưới của những bức tường của bóng bay và ánh sáng thấp hơn so với đo với lực nâng bé dại hơn.Tính toán kim chỉ nan của thang sản phẩm công nghệ tôi vẫn tính như thế:F_u = gV_b (_z-ρ_b)Mật độ không khí _z phía bên ngoài ở đâu và mật độ _b của khí bên trong khinh khí cầu:_b = (p_z Mr_b) / RT

Bước 9: ánh nắng mặt trời trong bóng bay


Nhiệt độ vào một trái bóng, như mong muốn đợi, đã tăng thêm với con số nến làm nóng không khí. Trong biểu đồ thiết bị hai, bọn họ thấy rằng vào đầu nhiệt độ trong một trái bóng vạc triển lập cập và khi nó đạt đến hơn cả tối đa, vày đó trở nên tân tiến chậm rộng (do sự làm mát đôi khi trong không gian).

Bước 10: Tốc độ, tốc độ và địa chỉ của khinh khí cầu


Những trái bóng nhỏ dại hơn đã cải cách và phát triển khá ít lực nâng (lên tới 0,07 N) bắt buộc nhabepvn.comệc đo một lực nhỏ dại như vậy là có vấn đề. Sản phẩm đo lực tiên tiến nhất có độ phân giải 0,001 N, mà lại chữ số ở đầu cuối trong số phát âm không tốt nhất định. Vị vậy, tôi quyết định tiến hành một loạt phép đo bắt đầu với thể tích bóng lớn hơn khoảng 270 lít.Đối với khinh khí ước này, tôi đang không sử dụng nến làm nguồn đánh lửa bởi vì chúng cần chúng tôi rất những và bọn chúng không cháy cùng với tốc độ như nhau ở mọi tốc độ. Tôi đã sử dụng một lắp thêm thổi ra không gian nóng. Nó chuyển động theo nguyên tắc y hệt như máy sấy tóc, tuy nhiên nó chỉ trở nên tân tiến nhiệt độ ko khí lên đến mức 500 ° C cùng thổi lên tới 480 lít mỗi phút. Với các sửa thay đổi này, tôi có được độ nổi to hơn 1 N, điều này đã nâng cấp đáng kể quality của phép đo. Lần này, tôi đo lực trong quá trình làm lạnh quả bóng, nhưng mà trước tiên tôi làm cho nóng quả bóng mang đến nhiệt độ khoảng chừng 100 ° C, tiếp nối tôi nhảy lò sưởi, nhảy đo lực và để cho quả nhẵn nguội đi.

Bước 12: các phép đo:


Và, chỉ cần nói, bỏ qua những giá trị âm, đó là do vị trí cảm biến, đôi khi quả bóng bay từ cảm biến, đôi lúc đến cảm biến.Kết hợp hai biểu thiết bị đầu tiên, chúng tôi cho biết sự nhờ vào của lực nâng vào khinh thường khí cầu vào nhiệt độ độ bên trong tàu. Tài liệu đo rất có thể được đối chiếu với dự kiến lý thuyết:F_u = gV_b (_z-ρ_b)Trên biểu đồ, chúng ta thấy một sự thống nhất chắc hẳn rằng của dữ liệu đo được với triết lý đến khoảng chừng 90 ° C. Sau đó, tài liệu thử nghiệm ban đầu thay đổi xứng đáng kể những giá trị dự đoán. Lý do rất có thể cho hành nhabepvn.com này là như sau:Ở nhiệt độ cao, thể tích của nhẵn bay tăng thêm trên size "bình thường", do nó thổi các hơn. Hoàn toàn có thể tại thời điểm đo, có một luồng không khí từ trái bóng bay ra bên ngoài có thể hoạt động như một lực đẩy làm phản ứng bửa sung. Nó nên thực hiện các phép đo bổ sung với nguồn nhiệt không đổi cho phép nhiệt độ vào một trái bóng gia hạn ổn định theo nguyện vọng trong một thời hạn dài và nó đang biến hóa công suất sưởi hoàn toàn có thể được điều chỉnh theo ý muốn.

Bước 13: Đo gia tốc:


Thể tích khí mong 270 lít Tôi đã có tác dụng nóng bởi súng nhằm không khí lạnh đến ánh sáng 100 ° C và tiếp đến tôi mang đến anh ta nâng nó lên cảm biến tốc độ mà lại tôi gắn trên è cổ của lớp học.

Bước 14: Số đo 2 #


Chúng tôi thấy rằng dữ liệu có thể là một hoàn hảo và tuyệt vời nhất cho parabola, bao gồm nghĩa là chuyển động của bóng bay tăng tốc gần như là bằng nhau. Từ bỏ biểu đồ, công ty chúng tôi chọn vận động tăng tốc của bóng bay:a = 0,701 m / s2 (Gia tốc là 1 trong những hệ số kép cùng với x ^ 2)Đường màu đen (trong biểu vật tốc độ) cho biết mức trung bình của đối xứng và cụ thể là trái bóng di chuyển được gia tốc như nhau. đối chiếu với những dòng là siêu tốt. Thông số của x tức là gia tốc của coi thường khí ước và tốc độ khinh khí ước là theo biểu đồ:a = 0,696 m / s2 như muốn đợi, cùng quý giá như vào biểu đồ gia dụng s-tĐường màu black (trong biểu thứ gia tốc) cho thấy thêm xu hướng tăng tốc. Đây là hiệu quả đo chiều cao lên đến 1,2 m nhằm sức cản ko khí không tồn tại tác động to hơn đến gia tốc, nhưng có thể thấy rằng tốc độ vẫn giảm chậm như bọn họ dự đoán, để cản lại không khí, tăng theo tốc độ .

Bước 15: THẢO LUẬN:

Dữ liệu và số đo cơ mà tôi giành được khá tương đương với mong muốn đợi của tôi.

Về khí hễ học, hình dạng rất tốt sẽ hệt như giọt nước, đó bởi vì nước khi lâm vào hoàn cảnh không khí tạo ra thành ngoại hình khí đụng học giỏi nhất.

-Vì thế, công ty chúng tôi đã minh chứng giả thuyết của chính bản thân mình mà tôi đề cập cho lúc đầu,

Và, để ngừng bài thuyết trình, đó là nhabepvn.comdeo cơ mà tôi đã đánh dấu bằng camera lắp trên khinh khí ước lớn. Unique nhabepvn.comdeo không tồn tại gì quan trọng (máy hình ảnh từ ebay với mức giá 10 đô la), khinh khí cầu có tầm khoảng 1800 lít, khối lượng máy hình ảnh là 50g:


Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *