Varmluftballon - rapport i fysik

Problemformulering

Man vidste allerede meget tidligt at varm luft stiger op. Det kan man blandt andet se, når man tænder bål og asken stiger op ad. Det var der, man fik ideen at varme løfter ting op. Men hvordan sker dette?

De første, der løftede en menneske fra jorden med luft, var brødrene Montgolfier i 1783. Der er 2 forskellige måder at bruge luftballoner på, den ene måde er varmluftballon, som var opfundet af Montgolfier brødrene. Den anden metode en gasballonen, som fx en heliumballon. Det er 2 meget forskellige, men alligevel ens metoder. Men hvorfor virker disse 2 metoder? Varmluftballon er et stort hylster med et hul i bunden, hvor der en varmekilde, der varmer luften i ballonen op, og fordi varm luft har en 25% mindre densitet end almindelig luft, så løftes ballon. Den anden metode er, hvor man fylder en ballon med let en gas og lukkes. Gassen har en lavere densitet end luft, derfor behøver ballon ikke være så stor for at bære den samme vægt som varmluftballon.

I mit projekt vil jeg koncentrere mig om varmluftballon. Her vil jeg binde min teoretiske viden sammen med nogle forsøg, og derved prøve at vise og forklarer hvad det er, der gør, at vores luftballon kan flyve.

Da dette er ukendt stof, vil jeg starte med at sætte mig ind i emnet, så jeg har styr på det teoretiske. Derefter vil jeg beregne hvordan min ballon skal se ud og hvordan jeg vil konstruere den. Når dette er gjort vil jeg planlægge nogle forsøg, som skal understøtte teorien.

Teori

Densitet

Densitet er et udtryk for kg/m , altså vægt pr. rumfang.

Densitet kan også findes ved hjælp af temperaturen. Det kan man gøre ved at bruge idealgasligningen, som udtrykkes: p V  n  R  T , hvor R er en gaskonstant, der er 8,31 J/(mol·K), P er tryk, og atmosfærisk tryk har en konstant på 1,013·10 Pa, som betyder kraft pr. areal. n vælger bestemmer jeg til 1 mol. Hvis vi så vil finde volumen kan den udregnes sådan: V  n  R  T p V  1 8,21J(mol K)  T Pa V  0,0821(L /K) T Da vi regner med mol, er m =<M>, <M> er middelmolarmassen for luften, so man regner med.

Tryk

Tryk findes overalt, både i væsker og gasser.