Kuumailmapallo

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Ajattelin rakentaa minikokoisen kuumailmapallon mutta suunnitteluvaiheessa tajusin etten löydä mistään sopivia kaavoja joiden avulla laskisin sen pallo-osan tarvittavaa kokoa. Laiskuuskin hieman haittaa enkä jaksanut kauaa paksuja fysiikankirjoja selailla.

Oletetaan että tiedossa on valmiin laitteen massa ja sinne palloon lykättävän ilman lämpötilaero verrattuna normaaliin ilmanlämpötilaan. Miten lasken pallon tarvittavan tilavuuden jolla pallo nousisi ilmaan?

Kommentit (10)

Vierailija
ratz
Ajattelin rakentaa minikokoisen kuumailmapallon mutta suunnitteluvaiheessa tajusin etten löydä mistään sopivia kaavoja joiden avulla laskisin sen pallo-osan tarvittavaa kokoa. Laiskuuskin hieman haittaa enkä jaksanut kauaa paksuja fysiikankirjoja selailla.

Oletetaan että tiedossa on valmiin laitteen massa ja sinne palloon lykättävän ilman lämpötilaero verrattuna normaaliin ilmanlämpötilaan. Miten lasken pallon tarvittavan tilavuuden jolla pallo nousisi ilmaan?

Matematiikkani ym. tietoni eivät riitä, mutta muistelen nähneeni kuvan virityksestä, jossa lämmönlähde oli tuikkukynttilä. Luulisi esim. hedelmäpussin olevan kevyenä riittävä, ellei sitten sula jo lähdössä.

hyrrä
Seuraa 
Viestejä834
Liittynyt25.3.2007

Tehtiin lapsena kuumailmapallo paperista. Otettiin tavallista sanomalehteä ja liimattiin niitä ehkä 8 kpl jäljekkäin pitemmästä sivustaan. Tällaisia tehtiin yhteensä muistaakseni 15 kpl. Paperit nippuun, päällimmäiseen paperiin tussilla suikulan muotoinen piirros ja saksilla liiat pois. Sitten vaan liimattiin joka toinen sauma kiinni, lopuksi tietenkin viimenen sauma. Alaosaan taidettiin vielä tehdä jonkinlainen vahvistus, muistaakseni naru paperinmutkaan. Alkulämmitys toholla (nestekaasua), gondolina taisi olla käytetty alumiinfolovuoka jossa talouspaperia kasteltuna tentulla.

Lensivät lapsen silmin todella komeasti, ehkä noin sataan metriin.

Tosin yleensä ne paloivat joko ilmassa tai sitten nousuvaiheessa ennemmin tai myöhemmin.

Myöhemmin kuulin että tähän hommaan olisi pitänyt olla lupa lennonjohdolta, kenttä kun ei ollut kovin kaukana.

Vierailija
ratz
Ajattelin rakentaa minikokoisen kuumailmapallon mutta suunnitteluvaiheessa tajusin etten löydä mistään sopivia kaavoja joiden avulla laskisin sen pallo-osan tarvittavaa kokoa. Laiskuuskin hieman haittaa enkä jaksanut kauaa paksuja fysiikankirjoja selailla.

Oletetaan että tiedossa on valmiin laitteen massa ja sinne palloon lykättävän ilman lämpötilaero verrattuna normaaliin ilmanlämpötilaan. Miten lasken pallon tarvittavan tilavuuden jolla pallo nousisi ilmaan?


Toivottavasti tämä ei nyt ollut joku fysiikan kotitehtävä...

Summittaisen arvion saa olettamalla ilman ideaalikaasuksi. Annetun ideaalikaasumäärän tilavuus vakiopaineessa on suoraan verrannollinen lämpötilaan kelvineinä mitattuna. Tiheys siis on kääntäen verrannollinen lämpötilaan kelvineinä. Ilman tiheys on luokkaa 1,2 gramma / litra, jos lämpötila on n. 300 K. Noilla tiedoilla pitäisi laskun sujua.

Vierailija
Toivottavasti tämä ei nyt ollut joku fysiikan kotitehtävä...



no eipä ole mikään tehtävä vaan ihan oikeasti asiaa itse mietin muuten..

Varsinaisena ongelmana tässä on se että ajattelin tehdä hieman erilaisen version mitä aiemmin kotirakentelijat on tehneet. Ilmaa ei lämmitetä liekillä tai muulla yhtä kuumalla jolloin sen pallon tilavuus kasvaa huomattavasti kun se täytetään ei niin kuumalla ilmalla..

Summittaisen arvion saa olettamalla ilman ideaalikaasuksi. Annetun ideaalikaasumäärän tilavuus vakiopaineessa on suoraan verrannollinen lämpötilaan kelvineinä mitattuna. Tiheys siis on kääntäen verrannollinen lämpötilaan kelvineinä. Ilman tiheys on luokkaa 1,2 gramma / litra, jos lämpötila on n. 300 K. Noilla tiedoilla pitäisi laskun sujua.

Kuullostaa helpolta mutta pitää tunnustaa että olen fysiikkani käynyt mutta kehnonlaisesti.. Siksipä pyydänkin jos joku viitsisi kirjoittaa suoraan kaavan johon vain sijoitan sen massan ja lämpötilaeron ja tuloksena tilavuus? Kiitos jo etukäteen kuka viitsiikin

Sepi
Seuraa 
Viestejä3262
Liittynyt16.3.2005

Noilla voi varomaton sytyttää ilkeitä tulipaloja. Toisaalta kekseliäs rakentelee taatusti ufohavaintoja pimeinä syysiltoina synnyttäviä efektejä...

Vierailija

Tehtiin sellaisia 1m halkaisijaltaan olevia palloja keskisyöpäläisestä. Gondoli taiteltiin foliosta ja täytettiin trasselilla ja tentulla. Talviyönä kun laski matkaan, niin jopa oli komian näköisiä. Korkeutta ehkä vaikea arvioida, mutta yli sataan metriin kohosivat kuitenkin. Ja kovasti tekivät matkaa. Hävisivät isohkolta järveltä tuulten mukana.

Jälkeenpäin kuulin, että oli ufo-miehet olleet liikenteessä. Mieleen tulikin, että pienellä paristolla ja jokusella ledi-valolla voisi saada aikaan mukavia efektejä

Muistelisin, että pohjanmaalla? olisi jokunen vuosi takaperin harrastettukin moista toimintaa... muistaakos kukaan?

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
ratz

Kuullostaa helpolta mutta pitää tunnustaa että olen fysiikkani käynyt mutta kehnonlaisesti.. Siksipä pyydänkin jos joku viitsisi kirjoittaa suoraan kaavan johon vain sijoitan sen massan ja lämpötilaeron ja tuloksena tilavuus?

No koitetaan jatkaa hieman pidemmälle. Kuten todettu, niin ilman tiheys on suunnilleen 1,2 kg/m^3 jossakin 20 asteen lämpötilassa ja merenpinnan paineessa. Ja kuten myös todettu, niin tiheys on kääntäen verrannollinen lämpötilaan. Siitä saadaan, että tiheys on jotakuinkin

roo = 1,2*(293 K/(t+273 K)) kg/m^3 , jossa t on lämpötila celsiuksina.

Noh, nostehan saadaan, kun tiedetään kuinka paljon vähemmän kuuman ilman massa on verrattuna vastaavakokoiseen 20 asteiseen ilmaan.

erotus = (1,2 kg/m^3)*[1-(293 K)/(t+273)]*V, missä V on ilman tilavuus kuutiometreinä. Halutessasi käyttää tilavuutta litroina, se onnistuu kun käytät massan yksikkönä gammoja. (kerroin tuossa siis 1,2 g/l)

Tuo massaerotus kertoo myös suoraan sen, kuinka paljon kyseisellä nosteella saadaan nostettua jotain ylös. (pitää tietty lisätä varmuusvaraa riittävästi)

Tuosta eteenpäin varmaan jo sujuu?

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Uusimmat

Suosituimmat