Tại sạo phải đốt lửa thì khinh khí cầu mới bay được.? Các bạn lí giải nguyên lý
Vì sao phải đốt lửa thì khính khí cầu mới bay được?
Các khinh khí cầu đốt lửa là những quả cầu chứa khí nóng. Chúng bay lên vì không khí chứa trong đó nhẹ hơn là không khí ngoài khí quyển. Vì không khí nóng có xu hướng bốc lên, nên khí cầu bay được.Trong một lưu chất lỏng [lỏng hay khí], mọi chất có tỷ trọng nhẹ hơn đều có xu hướng đi lên trên: đó là điểu xảy ra khi khí cầu nóng lẫn trong khí lạnh. Cũng có hiện tượng như vậy đối với khí hyđro và heli, là những khí nhẹ so với không khí. Tóm lại, tất cả các khí cầu đều phụ thuộc vào nguyên tắc chênh lệch tỷ trọng.Các khinh khí cầu đốt lửa hiện đại có vỏ ngoài bằng ni lông, dáng gần như hình cầu. Nó mở ra ở phía dưới để hứng không khí nóng được đốt lên bởi một vòi đốt bằng khí. Khi quả cầu chứa đầy, không khí nóng, nó bay lên. Nếu muốn hạ xuống, chỉ cần không khí này nguội đi.
Hành khách ở trong một buồng nhẹ bằng mây, phía dưới quả cầu.
Nguồn tin: Trang hóa học ngày nay
Những tin mới hơn
Những tin cũ hơn
LÀM THẾ NÀO MÀ KHINH KHÍ CẦU LẠI BAY LÊN ĐƯỢC?
Loại kín: là loại mà muốn bay được thì phải bơm một loại khí thích hợp [thường là Hidro hoặc Heli] vào một quả bóng kín. Nếu khí bị xì ra ngoài thì chúng ta sẽ rơi như táo rụng sân đình. Hihi.... Vì vậy tôi mới gọi đó là loại kín. Các khinh khí cầu vận tải trước khi máy bay chở hàng chiếm ưu thế và cả những quả bóng bay bán cho trẻ con bơm khí Hidro ở công viên cũng có thể coi là khinh khí cầu loại kín.
Loại hở: Là loại phải đốt lửa ở miệng dưới của quả bóng làm bằng vải, không khí trong quả bóng nóng lên giúp nâng khí cầu bay được. Các khí cầu du lịch ngày nay thường là loại này.
Vậy đi vào vấn đề chính là tại sao khinh khí cầu lại bay được nhé: Thực ra rất dễ để giải thích điều này, theo nguyên tắc khí nào nhẹ hơn thì bay lên trên. Trong khí cầu dạng kín thì do khí Hidro và Heli nhẹ hơn không khí [tỉ khối của chúng là 2/29 và 4/29] nên khi bơm vào bóng nó sẽ giúp nâng các vật bay lên. Nhưng cũng lưu ý là khí Hidro rất nguy hiểm do nó dễ bốc cháy, còn khí Heli là khí trơ nên nó an toàn hơn mặc dù nó nặng gấp đôi Hidro.Nguyên lý "khí" ở trong "nhẹ" hơn không khí bên ngoài, hay nguyên tắc chênh lệch tỷ trọng Các khinh khí cầu đốt lửa là những quả cầu chứa khí nóng [bây giờ thường dùng gas]. Lúc này không khí trong đó giãn nở dẫn đến tỉ khối của chúng so với không khí bên ngoài giảm đi. Chúng bay lên vì không khí chứa trong đó nhẹ hơn là không khí ngoài khí quyển. Trong một lưu chất lỏng [lỏng hay khí], mọi chất có tỷ trọng nhẹ hơn đều có xu hướng đi lên trên: đó là điểu xảy ra khi khí cầu nóng lẫn trong khí lạnh. Cũng có hiện tượng như vậy đối với khí hyđro và heli, là những khí nhẹ so với không khí. Tóm lại, tất cả các khí cầu đều phụ thuộc vào nguyên tắc chênh lệch tỷ trọng.
Các khinh khí cầu đốt lửa hiện đại có vỏ ngoài bằng ni lông, dáng gần như hình cầu. Nó mở ra ở phía dưới để hứng không khí nóng được đốt lên bởi một vòi đốt bằng khí. Khi quả cầu chứa đầy, không khí nóng, nó bay lên. Nếu muốn hạ xuống, chỉ cần không khí này nguội đi.
Khinh khí cầu bay được là vì một nguyên tắc khoa học rất đơn giản: không khí nóng bay lên. Không khí nóng nhẹ hơn [ ít dày đặc ] so với không khí lạnh, cho nên nó sẽ bay lên.
Phần bóng của một khinh khí thường được làm bằng nylon . Nylon là vật liệu hoàn hảo cho khinh khí cầu, vì nó có trọng lượng nhẹ , chắc chắn, và nó không tan dễ chảy như các vật liệu khác khi tiếp xúc nhiệt độ.
Khinh khí cầu bay được là vì một nguyên tắc khoa học rất đơn giản: không khí nóng bay lên. Không khí nóng nhẹ hơn [ít dày đặc] so với không khí lạnh, cho nên nó sẽ bay lên.
Phần bóng của một khinh khí thường được làm bằng nylon. Nylon là vật liệu hoàn hảo cho khinh khí cầu, vì nó có trọng lượng nhẹ, chắc chắn, và không dễ chảy như các vật liệu khác khi tiếp xúc nhiệt độ.
Một bệ đốt được đặt dưới bóng. Sử dụng nhiên liệu propane. Khi phi công đốt lửa sẽ làm nóng không khí bên trong quả bóng. Quả bóng bắt đầu to lên, kéo theo chiếc giỏ và mọi người bên trong bay lên.
Bạn đã bao giờ muốn bay như một chú chim lên trên bầu trời? Bạn có nghĩ rằng sẽ rất thú vị khi được lướt ở trên cao, nhìn thấy tất cả mọi thứ từ trên xuống? Mặc dù chúng ta không thể có cánh và bay, nhưng chúng ta vẫn có thể từ trên cao như những chú chim bằng cách bay trên khinh khí cầu.
Có thể bạn đã nhìn thấy khinh khí cầu trên bầu trời với màu sắc tươi sáng và thiết kế thú vị. Nhưng có bao giờ bạn tự hỏi làm thế nào nó có thể bay như vậy chưa?
Khinh khí cầu bay được là vì một nguyên tắc khoa học rất đơn giản: không khí nóng bay lên. Không khí nóng nhẹ hơn [ít dày đặc] so với không khí lạnh, cho nên nó sẽ bay lên.
Nếu bạn sống trong một ngôi nhà nhiều tầng, có thể bạn đã trải nghiệm được nguyên tắc này. Tầng hầm của nhà thường khá mát mẻ, và tầng đầu tiên cũng thật dễ chịu. Tuy nhiên, nếu bạn đi lên cầu thang, bạn sẽ nhận thấy không khí trở nên ấm hơn. Và nếu bạn leo lên gác mái, bạn sẽ thấy không khí nóng nhất trong nhà!
Một bệ đốt được đặt dưới bóng sử dụng nhiên liệu propane. Khi phi công đốt lửa sẽ làm nóng không khí bên trong quả bóng. Quả bóng bắt đầu to lên, kéo theo chiếc giỏ và mọi người bên trong bay lên.
Một foot [0.3048m] khối không khí bên trong bóng chỉ có thể nâng khoảng bảy gram, một trong lượng rất nhỏ. Để nâng trọng lượng của giỏ và hành khách, khinh khí cầu phải lớn để có nhiều không khí nóng.
Có lẽ bạn đang tự hỏi tại sao có một lỗ ở dưới cùng của bóng. Sao nó không được đóng lại? Và tại sao không khí không thoát ra ngoài?
Không khí nóng nhẹ, cho nên nó sẽ bay lên và do đó sẽ không thoát ra khỏi đáy của quả bóng. Miễn là không khí vẫn nóng, nó sẽ tiếp tục bay lên, đẩy quả bóng lên và giữ nó trên không. Càng nhiều không khí bên trong quả bóng, thì khinh khí cầu sẽ càng bay cao hơn. Điều này có nghĩa là bóng lớn sẽ bay cao hơn so với bóng nhỏ.
Và để trở xuống, phi công sẽ mở một van được gọi là ” van dù”. Van dù là một lỗ thông hơi ở phía trên cùng của quả bóng, cho phép không khí nóng thoát ra ngoài. Điều này cũng làm cho không khí còn lại bên trong dần dần bắt đầu mát hơn, và bóng từ từ chìm hạ
Khinh khí cầu tại "Ngày hội khinh khí cầu - Hà Nội muôn màu" do Sở Du lịch Hà Nội tổ chức. Sự kiện nằm trong chương trình hưởng ứng mở lại các hoạt động du lịch của thành phố, diễn ra từ 25/3 đến 27/3 [Ảnh: Toàn Vũ].
Nổi tiếng từ rất lâu, song khinh khí cầu luôn được coi là một phương tiện di chuyển khá phi thực tế, vì ít ai thực sự cần đi đến một nơi nào đó bằng khinh khí cầu. Đơn giản vì tốc độ bay rất chậm, cũng như phụ thuộc rất nhiều vào hướng gió của loại phương tiện này.
Nhưng nếu bạn chỉ muốn tận hưởng trải nghiệm lơ lửng trên không, thì đây có lẽ là điều vô cùng thú vị. Nhiều du khách từng mô tả việc được bay trên khinh khí cầu là một trong những hoạt động thú vị, thanh thản nhất mà họ từng trải qua.
Nguyên lý hoạt động của khinh khí cầuKhinh khí cầu hoạt động dựa trên một nguyên lý khoa học rất cơ bản: khí nóng bay cao hơn khí lạnh.
Sở dĩ có điều này là bởi khí nóng có khối lượng nhỏ hơn trên cùng một đơn vị thể tích so với khí lạnh. Cụ thể, 1 foot khối không khí [tương đương 0,028 mét khối] nặng trung bình khoảng 28 gram. Tuy nhiên khi làm nóng khối không khí này lên 37 độ C, nó chỉ nặng khoảng 7g.
Phần bóng của một khinh khí cầu thường được làm bằng vải nylon, gia cố bằng vải may sẵn. Đây là vật liệu hoàn hảo cho khinh khí cầu, vì nó có trọng lượng nhẹ, chắc chắn, và nó không dễ chảy như các vật liệu khác khi tiếp xúc ở nhiệt độ cao.
Một bệ đốt được đặt bên dưới bóng, sử dụng nhiên liệu là khí propane, được lưu trữ ở dạng lỏng nén trong các xi lanh đặt trong giỏ khí cầu. Khi phi công đốt lửa, ngọn lửa sẽ làm nóng không khí bên trong quả bóng. Quả bóng bắt đầu phình to lên, kéo theo chiếc giỏ và mọi người bên trong bay lên.
Phi công điều khiển khí cầu thế nào?Để làm tăng kích thước ngọn lửa, phi công mở van chứa propane.
Việc điều khiển khinh khí cầu đòi hỏi kỹ năng, nhưng nhìn chung, điều này khá đơn giản.
Để nâng khí cầu, phi công xoay một núm điều khiển để mở van chứa propane, khiến dòng khí tăng lên, và ngọn lửa lớn hơn. Thao tác này khá giống khi chúng ta điều khiển một chiếc bếp gas.
Ngoài ra, nhiều khinh khí cầu có bộ điều khiển mở van propane thứ hai. Van này dẫn propane qua một ống dẫn đi qua các cuộn dây làm nóng, cho phép phi công đốt cháy propane lỏng, thay vì ở dạng khí, tạo ra ngọn lửa yếu hơn, nhưng êm hơn nhiều so với việc đốt khí.
Khinh khí cầu còn có một sợi dây để mở van dù phía trên quả bóng. Khi phi công kéo sợi dây, không khí nóng thoát ra khỏi vỏ bọc, làm giảm nhiệt độ không khí nóng bên trong, giúp khí cầu bay chậm lại. Nếu họ mở quá lâu, khinh khí cầu sẽ hạ độ cao.
Về cơ bản, đây là những điều khiển duy nhất trên một khinh khí cầu. Điều này đặt ra một câu hỏi thú vị: Nếu phi công chỉ có thể di chuyển khinh khí cầu lên và xuống, thì làm thế nào để họ đưa khinh khí cầu từ nơi này đến nơi khác?
Trong không khí có rất nhiều luồng gió hỗn tạp thổi theo các hướng khác nhau, và ở mỗi độ cao khác nhau. Để di chuyển theo một hướng cụ thể, phi công điều chỉnh khí cầu lên và xuống đến mức thích hợp, và lựa theo hướng gió để tiến về phía trước.
Vì tốc độ gió thường tăng lên khi bạn lên cao hơn trong khí quyển, nên phi công cũng có thể điều khiển tốc độ ngang bằng cách thay đổi độ cao.
Tất nhiên, ngay cả phi công kinh nghiệm nhất cũng không thể kiểm soát hoàn toàn đường bay của khinh khí cầu. Thông thường, điều kiện gió cung cấp cho phi công rất ít lựa chọn, và họ không thể thực sự lái khinh khí cầu theo một lộ trình chính xác.
Trên thực tế, rất hiếm khi bạn có thể lái khinh khí cầu trở lại điểm xuất phát của mình. Không giống như lái máy bay, việc lái khinh khí cầu phần lớn là tùy cơ ứng biến, và phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết.
Thế nên đối với một số khinh khí cầu ở các khu du lịch, thường có dây thừng cột nối đất để tránh việc khí cầu bay quá xa khỏi khu vực mà chúng hoạt động.
Lịch sử của khinh khí cầuÝ tưởng cơ bản đằng sau khinh khí cầu đã có từ rất lâu. Archemedes, một trong những nhà toán học vĩ đại nhất thời Hy Lạp cổ đại đã tìm ra nguyên lý của lực nổi cách đây hơn 2.000 năm, và rất có thể đã hình thành nên những ý tưởng về cỗ máy bay, được nâng lên bởi lực nổi.
Vào thế kỷ 13, nhà khoa học người Anh Roger Bacon và nhà triết học người Đức Albertus Magnus đều đưa ra các giả thuyết về máy bay dựa trên nguyên lý này.
Năm 1783, hai anh em nhà Montgolfier lần đầu tiên thử nghiệm mô hình này với một khinh khí cầu có thiết kế rất giống với ngày nay, nhưng thay vì sử dụng khí propane, họ cung cấp năng lượng cho mô hình của mình bằng cách đốt rơm rạ, phân và các vật liệu khác.
Một con cừu, một con vịt và một con gà đã là những "hành khách" trên chuyến bay trình diễn đầu tiên của khinh khí cầu vào ngày 19/9/1783, trước sự chứng kiến của Vua Louis XVI.
Hai tháng sau, Marquis Francois d'Arlandes, một thiếu tá bộ binh và Pilatre de Rozier, một giáo sư vật lý, đã là những người đầu tiên được nhấc đôi chân lên khỏi mặt đất.
Khinh khí cầu của Giffard với hành khách đầu tiên vào năm 1869 [Ảnh: Gettyimages].
Khinh khí cầu có động cơ đầu tiên được chế tạo thành công vào năm 1852 tại Pháp bởi Henri Giffard. Ông đã tạo ra một động cơ hơi nước nặng 160 kg, đủ để đẩy một cánh quạt lớn ở tốc độ 110 vòng/phút, và nâng trọng lượng của toàn bộ khinh khí cầu chứa bên trong là khí hydro, đi được quãng đường khoảng 30 km.
Khởi điểm như một dự án đầy tiềm năng và tham vọng, nhưng đến năm 1800, khinh khí cầu trở nên ít được ưa chuộng, chủ yếu do tai nạn dẫn đến cái chết của Pilatre de Rozier khi ông cố gắng vượt qua eo biển Manche bằng khinh khí cầu.
Mãi đến những năm 1960, khinh khí cầu truyền thống đã có thời kỳ phục hưng, do một người đàn ông có tên là Ed Yost và công ty Raven Industries của ông đã biến ý tưởng này thành một thiết bị thể thao. Ông bổ sung thêm hệ thống đầu đốt propane, sử dụng vật liệu làm vỏ bọc mới, và thêm vào nhiều tính năng an toàn quan trọng.
Các công ty khác cũng nhanh chóng mọc lên, khi ngày càng có nhiều người tham gia vào hoạt động kinh doanh. Việc chế tạo khinh khí cầu công nghệ cao cho các chuyến đi vòng quanh thế giới thậm chí còn trở thành "mốt" trong giới triệu phú.
Trong những năm qua, các nhà thiết kế đã liên tục sửa đổi khinh khí cầu, thêm vào các vật liệu mới và các tính năng an toàn, cũng như phát triển các hình dạng cầu khí đầy sáng tạo. Một số nhà sản xuất đã tăng kích thước giỏ và khả năng chịu tải, cho phép khinh khí cầu có thể chứa tới 20 hành khách.
Dẫu vậy, thiết kế cơ bản của khinh khí cầu vẫn là phiên bản sửa đổi của Yost so với ý tưởng ban đầu của anh em nhà Montgolfier. Công nghệ vượt trội này đã khiến du khách trên toàn thế giới say mê.
Các tour du lịch khinh khí cầu dần trở thành là một hoạt động kinh doanh trị giá hàng triệu USD, nối tiếp theo là các cuộc đua khinh khí cầu và các sự kiện thú vị khác tiếp tục thu hút rất đông khán giả và người tham gia.