
[navn fjernet] Gymnasium, Fysikprojekt om varmluftballon
3
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
2
, altså vægt pr. rumfang.
Densitet kan også findes ved hjælp af temperaturen. Det kan man gøre ved at bruge
idealgasligningen, som udtrykkes:
, 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
5
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
1,01310
5
Pa
V 0,0821(L /K) T
Da vi regner med mol, er m
gas
=<M>, <M> er middelmolarmassen for luften, so man regner med.
Tryk
Tryk findes overalt, både i væsker og gasser. Det kan også være i flaske eller beholdere, væsker kan
også have et andet tryk end luften.
Tryk måles i enheden Newton pr. kvadratmeter (Pa). Da det er kraften pr. arealenhed. Det kan
findes ved at sige
:
http://www.hamacher.dk/Fysik/projekter/ballon/662.pdf 26/3-09
http://www.netleksikon.dk/t/tr/tryk__fysik_.shtml 16/3-09