Если горячий воздух расширяется во все стороны, почему воздушный шар движется вверх?

Воздушный шар движется вверх. Горячий воздух внутри шара расширяется во всех направлениях, а холодный воздух снаружи шара воздействует на шар со всех сторон (большая сила давления). Почему тогда воздушный шар движется вверх?

введите описание изображения здесь

@ACuriousMind Я понимаю, что если объект находится в воде, немного более высокое давление, действующее на дно, заставляет его двигаться вверх, но я не могу понять, как горячий воздух внутри воздушного шара заставляет его двигаться вверх. Если воздух движется от высокого к низкому давлению, воздушный шар не должен взорваться или что-то в этом роде.
Воздушные шары взрываются. Хорошо запечатанный детский гелиевый шарик будет подниматься и подниматься, расширяясь по мере подъема, и в конце концов лопнет! Что вы упускаете из виду, так это то, что плавучесть всегда является следствием градиента давления. Не было бы никакой плавучести, если бы давление было одинаковым вверху и внизу воздушного шара, как показывает ваша диаграмма.
@David Hammen Итак, горячий воздух внутри воздушного шара вызывает большее давление в верхней части воздушного шара? Почему, учитывая, что гравитация тянет воздух вниз, давление не должно увеличиваться на дне воздушного шара или давление не должно быть везде одинаковым, учитывая, что воздух на дне воздушного шара оказывает одинаковую силу вверх и вниз?
Нет! Вы смотрите не на тот объект. Это атмосфера имеет градиент давления (воздушный шар тоже, но это не главное). Без этого градиента давления в атмосфере нет плавучести. Подумайте о том, что синяя стрелка в нижней части диаграммы чуть-чуть длиннее, чем синяя стрелка вверху. Вот что вызывает плавучесть.
@David Hammen Но если бы внутри воздушного шара был прохладный воздух, он бы не поднялся. Вот с этим у меня проблема. Я нашел это sprangle.com/steve/0606121706.htm Он говорит, что меньший восходящий градиент внутри воздушного шара, чем снаружи воздушного шара, заставляет его подниматься, но: 1. Разве эта сила внутреннего градиента не является силой, которая действует на что-то внутри воздушного шара, а не на воздушный шар 2. Как меньший восходящий градиент заставляет его подниматься 3. Если атомы внизу и вверху работают с одинаковым давлением во всех направлениях, не должна ли общая сила горячего воздуха внутри воздушного шара, действующая на воздушный шар, равняться 0?

Ответы (1)

Прежде всего, необходимо понять, что такое «плавучесть». Давление уменьшается с высотой. Атмосферное давление в верхней части воздушного шара немного меньше, чем атмосферное давление в нижней части воздушного шара. Эта разница давлений приводит к небольшой чистой восходящей силе воздушного шара. Воздушный шар поднимается, если эта крошечная чистая направленная вверх сила превышает крошечный вес воздушного шара.

Воздушный шар не всегда движется вверх. Попробуйте запустить воздушный шар в Лос-Анджелесе, Денвере или Мехико. Часто воздушный шар поднимается, может быть, на тысячу футов, а затем просто останавливается. Это указывает на то, что атмосфера стабильна, и именно поэтому в Лос-Анджелесе, Денвере и Мехико такие серьезные проблемы со смогом.

Воздушный шар поднимается, когда скорость изменения окружающей среды достаточно высока. Воздух - относительно плохой проводник тепла. Это означает, что воздушный шар не передает много тепла внешней среде. Условия внутри шара изменяются более или менее адиабатически. Если предположить, что воздушный шар наполнен воздухом (в отличие от гелия или водорода), воздушный шар будет подниматься вверх до тех пор, пока температура внутри воздушного шара остается выше температуры окружающего воздуха. Воздушный шар перестает подниматься вскоре после того, как скорость падения окружающего воздуха становится меньше скорости адиабатического падения, происходящего внутри воздушного шара.

Температура воздуха имеет тенденцию к снижению с увеличением высоты. Это "склонно" является ключевым. Температурный профиль постепенно выравнивается. Иногда это происходит на высоте десятков километров, в самом верху тропосферы. Граница между верхней частью тропосферы и нижней частью стратосферы - это место, где тропосферный градиент останавливается. С увеличением высоты в стратосфере температура повышается. Это ключевая причина, по которой погода обычно не достигает стратосферы. Требуется очень большая и очень мощная гроза, чтобы пробить тропопаузу, границу, которая отмечает верхнюю часть тропосферы / нижнюю часть стратосферы.

В других случаях этот переход к стабильной температуре происходит на гораздо более низких высотах (например, в Лос-Анджелесе, Денвере и Мехико).

Если горячий воздух расширяется во все стороны, почему воздушный шар движется вверх?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v