热气球是一种运用气体原理升空的交通工具。它由包围气体的气囊、悬挂车篮、控制绳索、加热装置组成。熟悉热气球的人都知道,要令它升空必须先让其中的气体变热,带着皮囊飞翔上天。那么,热气球原理是什么并不简单,下面不妨一起探索。
热气球出现于八eenth世纪末,由法国人蒙哥福尔创造并命名为‘Montgolfier’。蒙哥福尔此前曾发现灶火上的气体上升,并且它会吸着烟往上冲破屋顶,因此开始研究气体原理。他最终发现,气体如果升温它就会膨胀,导致密度降低从而往上升。为了验证这个理论,他用布制作了一个鼓起来的囊,将其充气后用火焰加热,结果囊体升到了一种比较高的高度,也就引入了气球。
热气球运作的基本原理是利用气体膨胀的特性。在常压下,气体温度越高,分子运动越剧烈,气体的动能也就越大。这会导致气体分子之间间距增大,从而升高密度,实现“轻于空气”的状态,达到如鸟飞般的飞升。因此,热气球在飞行时需要加热气体让它膨胀上升。
现代热气球通常由芳香族聚酰亚胺和聚酰胺薄膜材料制成,比较轻便且耐用。填充气体一般是液化石油气(LPG)、氢气或者天然气。随着现代技术的发展,热气球已经变得更加安全,唯一的风险就是在没有保持良好状态或配备有缺陷的情况下,容易发生事故。