Почему воздушный шар не лопается, даже если мы продолжаем нагревать воздух в воздушном шаре в течение длительного времени, разве давление воздуха не должно стать таким высоким, чтобы сопротивляться?

Я не понимаю одного: мы говорим, что воздушный шар поднимается вверх, потому что горячий воздух менее плотный, чем более холодный.

Однако, если источник тепла продолжает добавлять тепло к воздуху в воздушном шаре, не станет ли горячий воздух настолько горячим, что давление станет слишком высоким, чтобы воздушный шар мог сопротивляться и лопнуть? Но не лопнет ли он, даже если мы будем продолжать нагревать воздух в шаре еще долго?

Баллон не запаян снизу. Как вы думаете, почему бы избыточное давление не вытекало?
Действительно, если бы воздух не мог выйти (а оболочка была совершенно жесткой, а не приблизительно), то воздушный шар не поднялся бы. Игнорируйте практические детали, такие как разворачивание и наполнение воздушного шара, и предполагайте, что у вас есть сферический воздушный шар при температуре окружающей среды. В нем N молекул воздуха, которые весят X кг. Нагрейте его, воздух расширится, часть выйдет через отверстие, а внутри останется меньше молекул, и они будут меньше весить. Закройте это отверстие, и вес не изменится.
Нигде в ответах не упоминается, как воздушный шар теряет тепло через купол? Я скажу это тогда; навес может предотвратить смешивание горячего воздуха с более холодным наружным воздухом, предотвращая конвективную потерю тепла, но он очень мало делает для предотвращения кондуктивной потери тепла через воздушный шар. Больше тепла внутри = большая скорость потери тепла.

Ответы (4)

Поскольку воздушный шар не запечатан, а в его дне есть отверстие, воздух будет выходить через это отверстие, тем самым предотвращая момент, когда давление внутри воздушного шара будет настолько высоким, что он может взорваться.

Воздушные шары используют плотность горячего воздуха, как вы правильно упомянули в своем посте. Давление не приведет к внезапному разрыву воздушного шара, учитывая, что у воздушного шара есть выход внизу, в результате чего давление внутри и снаружи может быть примерно одинаковым, что исключает возможный сбой в системе.

Разве горячий воздух не становится настолько горячим, что давление становится слишком высоким, чтобы воздушный шар мог сопротивляться и лопнуть?

Если у вас есть герметичный шар, и вы его достаточно нагрели, то да.

Однако воздушные шары не запечатаны. Если давление становится слишком большим, они могут выйти через отверстие, куда выходит пламя.

Но даже при этом вам нужно нагреть воздух до такой степени, что воздушный шар лопнет. В воздушном шаре много воздуха и большая площадь поверхности. Сколько бы тепла вы ни вложили, будет точка равновесия, в которой вы больше не сможете нагреть воздушный шар, потому что все вкладываемое вами тепло рассеивается в окружающий (более холодный) воздух. Вы можете (в принципе) подсчитать, где находится эта точка равновесия, но главное отметить, что если эта точка равновесия меньше, чем давление, при котором воздушный шар взорвется, то воздушный шар остается неповрежденным.

Нет, дело не в том, что давление в воздушном шаре (в реальном мире) продолжает расти. Он всегда близок к равновесию с наружным воздухом, так как внутренний может свободно выходить. Именно этот выходящий воздух уменьшает вес воздуха, оставшегося снаружи, и создает подъемную силу.

Закон идеального газа гласит, что п В "=" н р Т . Во многих случаях вы применяете это к закрытой системе с фиксированным количеством и объемом газа, поэтому вы часто видите, что температура ( Т ) увеличивается, а вместе с ним и давление ( п ). Однако воздушный шар не запечатан и не находится под давлением - при повышении температуры воздух выходит из воздушного шара. Если рассматривать только воздух в воздушном шаре, как Т увеличивается, количество молекул воздуха в баллоне ( н ) уменьшается, что приводит к системе постоянного давления и объема.

Воздух вытесняется небольшим и кратковременным перепадом давления. Каждый раз, когда давление в воздушном шаре выше, чем снаружи, воздух будет проходить через отверстие в воздушном шаре, чтобы уравнять давление. Чем больше перепад давления, тем быстрее будет течь воздух, чтобы уравнять давление, поэтому внутреннее давление всегда близко (но, возможно, немного выше) внешнего давления, а в равновесном состоянии они идентичны.

Почему воздушный шар не лопается, даже если мы продолжаем нагревать воздух в воздушном шаре в течение длительного времени, разве давление воздуха не должно стать таким высоким, чтобы сопротивляться?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v