Cum a aranjat totul: balonul de pasageri. De ce zboară baloanele

De ce zboară bilele cu Helium?

Se pare că o întrebare foarte simplă, dar uneori el pune într-un capăt mort. Cel mai probabil, deoarece în școală a fost explicată cu un limbaj uscat de numere pe lecții plictisitoare. Dar astăzi dorim distracție baloaneȘi suntem chinuiți de întrebări simple despre cât timp pot zbura și ce greutate vor putea să ridice. Deci, trebuie să vă familiarizați cu unele proprietăți ale lui Heliu.

Heliu este gaz. Ele sunt pline de o minge de aer. Acest gaz este mult mai ușor. Un contor cubic de aer, care constă dintr-un amestec de gaze diferite, cântărește 1,293 kg și un metru cub de heliu 0,178 kg. Se dovedește heliu mai ușor Aerul de 7,26 ori. De asemenea, ea iese Un heliu cubic poate ridica 1,115 kg, adică un mic kilogram.

Se pare că bilele zboară deoarece sunt umplute cu heliu de gaz, care este de 7,26 ori mai ușor decât aerul. Se pare că mingea este similară cu bulele de aer din apă, care din partea de jos se ridică în sus. Desigur, există și un astfel de gaz ca hidrogen, forța de ridicare este și mai mult. Cu toate acestea, este imposibil să o folosiți, spre deosebire de Helium, este exploziv și combustibil. În loc de bucurie și încântare, putem obține arsuri, incendii, răni și un rezultat fatal. Dar este interesant, ce greutate poate fi ridicată această minge?

Volumul bilei standard, dimensiunea de 30 de centimetri, este de aproximativ 14 litri. Prin urmare, Helium, care umple întregul volum al mingii, poate ridica aproximativ 15,61 grame. Dar mingea însăși are și greutatea proprie, care este de aproximativ 3 grame. Prin urmare, ca rezultat, putem ridica doar 12,61 grame pe minge.

Cu toate acestea, nu trăim în lumea perfectă și în practică puterea de ridicare a mingelor standard nu depășește 10 grame. Există o mulțime de motive pentru acest lucru, cel mai important lucru este că heliul este foarte rapid care se scurge prin pereții mingelor, așa că imediat după inflație, mingea pierde forța de ridicare. În practică, după inflație, o minge obișnuită, 30 de centimetri, va înceta să zboare după 12-18 ore.

Bineînțeles, mingea poate fi tratată cu un machiaj special, astfel încât heliul să piardă mult mai lent, cu toate acestea, compoziția are o greutate proprie și efectul apare după înghețat și, în acest timp, mingea are timp să "piardă în greutate. " Dar când efectul vine în continuare, mingea va fi capabilă să țină în aer de la 3 la 30 de zile. Deoarece se va păstra heliul într-o cantitate care poate oferi o putere de ridicare mai mare decât greutatea mingii în sine.

Dar acum ne apropiem de cea mai interesantă întrebare și câte bile aveți nevoie pentru a ridica în aerul unei persoane? Dacă greutatea dvs. este de 70 de kilograme, atunci prin calcule matematice simple, putem concluziona că acest lucru necesită 7000 (șapte mii) baloane.

Din nou, după inflamarea bilelor, vor începe să ridice imediat ascensorul. La inflație 7.000 de bile, o echipă de 4 persoane va avea nevoie de toată ziua și poate toată noaptea. Prin urmare, de fapt, bilele pot avea nevoie de mult mai mult. Aceasta înseamnă că o echipă mare are nevoie de o echipă mare pentru a ridica o persoană și un număr mare de bile cu o marjă. Cred că există zece mii de bile (!!!) suficient pentru a ridica o persoană în aer.

Dar, de obicei, oamenii doresc să ridice un cadou cântărind 200. Acum știm exact că 20 de bile au o forță de ridicare în 200 de grame. Cu toate acestea, nu este posibil să se ridice 200 de grame, forța de ridicare compensează greutatea darului și doar. Deci avem nevoie de cel puțin 21 de bile, astfel încât forța de ridicare să fie ca rezultat de 10 grame. Dar, desigur, bilele sunt mai bine să le ia cu o marjă, bucăți 25-30. Sigur!

Se pare că mingea zboară, deoarece este plină de Helium, care este de 7,26 ori mai ușoară decât aerul, mingea standard are o forță de ridicare de aproximativ 10 grame și este capabilă să zboare 12-18 ore fără prelucrare, de la 3 la 30 de zile cu procesare.

Baloanele se ridică, deoarece gazul își umple aerul mai ușor. Multe gaze, în special hidrogen și heliu, au o densitate mai mică decât aerul. Aceasta înseamnă că la o anumită temperatură au o masă mai mică de unitate de volum decât aerul.

Atunci când astfel de gaze luminoase sunt injectate în balon, se va ridica până când greutatea totală a cochiliei cu gaz, coșuri, încărcături și cabluri va fi mai mică decât balonul de aer din aer. (Deoarece aerul este considerat în fizică ca un mediu lichid, aceeași lege se aplică aici ca și organismele scufundate în lichid.) Aerul cald care are o densitate mai mică comparativ cu frigul, se ridică și în sus. În ciuda faptului că aerul cald nu este la fel de ușor ca unele gaze, este mai sigur și ușor reprodus de arzătoarele de propan instalat sub gâtul cochiliei balonului, care este de obicei realizat din țesături ușoare, cum ar fi un nailon întărit. Baloanele de aer umplute cu aer cald rămân, de obicei, în zbor în câteva ore, dar fără încălzire suplimentară a aerului în interiorul cochiliei, vor pierde treptat înălțimea.

Molecule la temperaturi diferite

• Când aerul este rece, moleculele se mișcă încet și sunt situate aproape unul de celălalt.
• Când aerul se încălzește, molectorii încep să se deplaseze mai repede și să se dimează pe laturi, umplând un volum mai mare.
• De la aerul încălzitcontinuă să se extindă, devine mai puțin dens.
• Când o răcițimoleculele își pierd viteza, volumul scade, iar densitatea crește.

1. Balonul se află pe lateral. Arzătoarele de propan încălzesc aerul din interiorul cochiliei, ceea ce o va face să se umfle și să urce.
2. Aerul fierbinte, ușor (desenul sub textul) se ridică în interiorul cochiliei și apoi curge de-a lungul pereților. Aerul rece este strâns prin gât, greutatea carcasei cu aer scade și balonul se ridică.
3. Piloții susțin sau măresc înălțimea zborului prin transformarea periodică a arzătoarelor. Atâta timp cât aerul din interiorul cochiliei este fierbinte în afara, forța de ridicare depășește puterea atracției.
4. Balonul de aer scade, deoarece umplerea aerului este răcită și comprimată. Piloții pot accelera declinul, eliberând aerul fierbinte prin gaura din partea de sus a balonului.

Interacțiunea de presiune, volum și temperatură

Interdependența a trei parametri. Temperatura de presiune, volum și gaz sunt interconectați. La temperatura camerei (aproape desenul pe dreapta), mișcarea moleculelor de gaz din interiorul vasului creează o anumită presiune. Dacă volumul\u003e jumătatea mai mică (desenul mediu din dreapta), presiunea internă se dublează. Când aerul se încălzește (o distanță de dreapta), presiunea sa crește și volumul crește proporțional cu creșterea temperaturii.

Fiecare adult în adâncurile sufletului se află amintirea balonului strălucitor, sa alăturat cerului. Probabil, prin urmare, și acum o minge prezentată oferă o bună dispoziție și zâmbet.

Balonul este un atribut indispensabil al zilei de naștere, nunți și orice alte sărbători. Așadar vacanță pentru copii Imaginați-vă fără că este absolut imposibil. Care este magia lui? Poate în dorința de a umfla, cu ușurință cu care se ridică la cer?

Magia unui balon

Bilele moderne pot zbura umple cu gaz. Densitatea sa este semnificativ mai mică decât densitatea aerului, care îi permite să decoleze toate cele mai mari și mai mari. Gazul având o densitate mai mică umple spațiul interior al mingii și forța de împingere a aerului acționează asupra acestuia.

Cele mai obișnuite bile pot fi umflate. Dar astfel de bile nu pot zbura, ca densitatea dioxidului de carbon, expirată de om, sub densitatea aerului. Pentru zborul de care au nevoie de vânt. Dar gazul luminos permite mingea pe cont propriu să se grăbească.

Cum a învățat mingea să zboare

Istoria apariției baloanelor nu este de o sută de ani. Există mențiuni de pungi de tauri pline de meșteșugurile Kareliane, cu care s-au mutat la distanțe mici. Aceste dovezi ale secolului al XII-lea se întâlnesc, dar oamenii de știință nu au găsit confirmări precise ale adevărului lor.

Dar cronica documentată a nașterii baloanelor:

1. Marele bunici ai baloanelor de aer au fost rezultatele experimentului lui Michael Faraday, ca urmare a cărora a creat pungi de cauciuc umplute cu hidrogen. Au fost cei care au început să fie folosiți ca decorațiuni de sărbători, zboară în aer spre bucurie oamenilor.
2. După un an, seturile din seria "Face aceeași" au apărut în vânzare, care sunt un tub de cauciuc lichid și o cutie de gaz. Copiii au primit primele lor jucării gonflabile.
3. În 1922, a apărut nenorocirea, ceea ce, totuși, a contribuit la dezvoltarea industriei "minge". În timpul vacanței în oraș, bilele umplute cu hidrogen au explodat. De atunci, gazul combustibil periculos a încetat să mai folosească și să conecteze un heliu absolut sigur la divertisment.
4. 1931 a fost anul nașterii bilelor de latex. Acum este posibil să creați bile de diferite forme la bucuria copiilor.

Acum, bilele sunt produse nu numai de la latex, ci și din folie - diferite forme și dimensiuni. Pentru inflație, heliu este folosit sau un amestec de heliu și aer, garantând o siguranță completă și oferind bile de șanse de a zbura în cer.

Destul de des puteți auzi opinia că gazul este o substanță periculoasă. Aceasta nu este o declarație adevărată. De ce este atât de des "Will"?

Faptul este că cuvântul "gaz", ca și în multe alte cuvinte în limba rusă, există mai multe valori (definiții). În valoarea sa gazoasă "principală" - această stare de materie (orice substanță poate fi solidă, lichidă și gazoasă). Și într-una din valorile adiționale, sub conceptul de gaz, gazul combustibil al gospodăriei este implicit, utilizat în arzătoarele sobelor de gaz (de regulă, este metan).

Ce gaz este folosit pentru a pompa baloane? Dacă mingea "zboară" - atunci puteți fi siguri că nu va veni pe gazul greșit care este servit la sobe de gaz. Mențineți mingea în aer este capabilă numai gazul foarte ușor, care este mult mai ușor decât aerul. Propanul și butanul este mai greu decât aerul, iar mingea s-ar afla pe podea. Metanul este puțin mai ușor decât aerul, dar totuși forța lui de ridicare nu ar avea suficient pentru a ridica cerul "obișnuit", o minge de aer mică: doar o minge uriașă, umplută cu metanul, se poate ridica deasupra pământului - și apoi extrem de "lent" : Ar fi fost o forță foarte mică de ridicare.

Ce gaz este capabil să ridice cu ușurință oricine sau? Există doar două astfel de gaze: este hidrogen și heliu. Aceste gaze sunt substanțe elementare și medii în sistemul periodic D. I. Mendeleev sub numerele 1 și 2. În funcție de gradul de prevalență în univers - similar cu: Rangurile de hidrogen în primul rând, iar heliul este al doilea. Potrivit "luminilor" - aceste gaze ocupă, de asemenea, primul și al doilea loc (hidrogenul este cel mai simplu, iar heliul este doar puțin mai greu) și toate celelalte gaze sunt mult superioare. Prin mărimea atomilor - ele sunt, de asemenea, lideri, deși există puțin dimpotrivă: cel mai mic atom al heliului și hidrogen ia al doilea loc.

Dar această similitudine între aceste gaze pare a fi epuizată. Hidrogenul este un element foarte activ, extrem de combustibil și exploziv: chiar mai periculos decât propanul de uz casnic. Un heliu este un gaz absolut inert care nu reacționează cu nici o substanță cunoscută, prin urmare nu poate arde sau menține arderea, precum și nu poate provoca otrăvire. Conform standardelor ruse și europene, precum și în conformitate cu regulile privind siguranța incendiilor pentru pomparea baloanelor, este utilizată exclusiv heliu sau aer obișnuit. ()

Este sigur să inhalați heliu de la balon aerian.? Este destul de sigur, dacă, desigur, vorbim despre heliul însuși și nu despre bacterii sau de alți factori secundari care ar putea participa. Heliu, în sensul chimic este și mai "neutru" decât azotul din care este în mare parte atmosfera Pământului. Heliu, ca o componentă a amestecului respirator, utilizați scabluri atunci când lucrați la adâncimi mari, deoarece este practic dizolvată în sângele uman.

De ce baloanele din soare sunt nervoase, suflate, spargând? Și ce să faci cu asta?

Vara a venit, domnilor - tovarăși și au venit întrebări tradiționale de vară: pe stradă, în timpul verii, în special în vremea însorită: de ce baloanele se îndepărtează repede și își pierd aspectul? De ce jocurile de heliu joacă repede? De ce baloanele trăiesc mult timp și izbucni atât de repede? Și cum să se ocupe de ea? Bun, probleme de vară tradiționale pentru primul an de lucru în Aerodizay. Să ne dăm seama, în ordine și nu grăbim.

Gros Latex - Latex subțire

Bilele de producători diferiți au o grosime diferită a peretelui. De exemplu, bilele italiene și mexicane au pereți subțiri, iar bilele de îmbuteliere columbiană - au ziduri mai groase. De asemenea, grosimea pereților minge depinde de dimensiunea balonului afluxat: dacă mingea este contrară, adică. Umfla la un diametru care depășește cea optimă, atunci pereții mingelor vor deveni mai subțiri. Proprietățile balonului afluxat depind de grosimea materialului pereților cu bile, adică. De la grosimea mingelor de latex.

Rezistența mecanică a bilelor

Cea mai groasă perete al balonului, cu atât mai rezistent la daune mecanice: punctele, zgârierea, abraziunea etc. Bilele care sunt pe stradă colectează în mod constant praful care conține particule abrazive. Dacă bilele vin în contact între ele și, datorită vântului, frecați reciproc, ei obțin în mod constant aceste deteriorări mecanice. Bilele cu pereți subțiri izbucnesc mai des și mai repede decât bilele cu pereți groși.

Umplerea bilelor

Latex, de la care baloanele sunt un material poros, adică. Are pori deschisi prin care gazul poate pătrunde. Gazul, situat în interiorul bilei de inflolditate, este sub presiune, ceea ce este o presiune mai atmosferică (altfel mingea nu este suflată). Prin urmare, gazul, situat în interiorul mingelor de influrire, este extrudat prin pori de latex (și nu viceversa!). Când gazul părăsește mingea, atunci presiunea din interiorul mingii scade, latexul elastic este comprimat și mingea scade în dimensiune - suflată. Cea mai mică moleculă de gaz, lăsând mingea mai repede. Prin urmare, baloanele de heliu curg mai repede decât bilele, umflate cu aer. Cea mai groasă pereții bilelor, cu atât este mai lentă priza de gaze de la minge. În locurile de deteriorare mecanică (microenarpină), grosimea peretelui scade semnificativ, astfel încât bilele zgâriate sunt suflate mai repede decât bilele întregi. Cu cât temperatura este mai mare înconjurătorCu cât moleculele de gaz sunt mai active în interiorul castronului influi. Prin urmare, cu creșterea temperaturii, crește viteza bilelor de suflare.

Oxidarea latexului

Factorul principal distrugând baloanele este oxigen conținută în atmosferă. Molecula de latex, care a intrat într-o reacție chimică cu oxigen se dezintegrează în două părți scurte - fenomenul distrugerii. Latexul oxidat scade elasticitatea și creșterea sticlei, precum și numărul de pori. Oxidarea latexului are loc în stratul exterior al vasului de influire și se deplasează în interior. Consecințele oxidării latexului se numesc îmbătrânirea sa. Din punct de vedere vizual, oxidarea latexului se manifestă în pierderea strălucirii (capacitatea reflectorizantă) și apariția unei plăci albe pe suprafața mingii. Acest flare este, de asemenea, o cenușă din latexul de ars (oxidat). În ceea ce privește acțiunea sa, oxidarea indică pereții balonului și le face lipicioase. Factori aglomerări principalii factori care cauzează o reducere a duratei de viață și / sau distrugerea baloanelor pe stradă sunt oxidarea latexului și a prafului. Tot ceea ce sporește efectul acestor factori asupra baloanelor se numește factori care afectează.

Temperatura ambientala

Cu cât temperatura este mai mare în jurul balonului, cu atât are loc oxidarea sa mai activă, adică. Cu o temperatură crescătoare, viteza acestei reacții chimice este în creștere, iar peretele cu bile este subțire mai repede. De asemenea, cu cât temperatura este mai mare, cu atât mingea mai activă frunze prin porii latexului. Când temperatura scade, oxidarea latexului și expirarea gazelor de la minge încetinează. Bilele de nuanțe întunecate par a fi așa, deoarece absorb radiațiile ușoare mai mult decât reflectarea. Bile de nuanțe luminoase dimpotrivă: mai mult reflectă luminile decât absorb. Prin urmare, cu alte lucruri fiind egale, bilele întunecate sunt încălzite mai mult decât bile ușoare. Și de aceea bilele întunecate sunt spargând sau suflau mai întâi.

Vânt

Atunci când suflați o minge cu aer (vânturi de stradă, funcționarea ventilatorilor și a aparatelor de aer condiționat în incintă, curenți în camere), cantitatea de oxigen care participă la oxidarea bilelor crește și rata de latex de îmbătrânire crește, de asemenea. Cu cât vântul mai puternic va sufla mingea, cu atât pereții lui vor mătură mai repede. Când suflă bilele pe stradă, vânturile puternice vor aduce în mod necesar mai multă praf de stradă la bile. În absența bilelor de suflare, oxidarea latexului încetinește. De asemenea, a redus cantitatea de praf pe care baloanele o asamblează pe ei înșiși.

lumina soarelui

Radiația solară în spectrul său conține o proporție semnificativă de radiații ultraviolete. Totul este dificil: Există o ultravioletă moale (de la care plajă), există o ultimă ultravioletă care cauzează arsuri de soare, există o radiație ușor de scurtă durată, din care puteți să vă orbiți, bine, nu este important. Este important ca partea invizibilă a radiației solare, numită ultraviolet, foarte activează oxigenul atmosferic. Acest oxigen excitat este conectat foarte activ la latex, astfel încât bilele mor în câteva ore. În timpul verii, și mai ales când soarele este în Zenith, un puternic flux de radiații UV este prăbușit pe Pământ, care ucide uneori baloane. În acest moment, chiar și plajă nu este recomandată, care sunt bilele de aici ... Dimpotrivă, când este tulbure, sau când soarele este scăzut deasupra orizontului (sau iarna), fluxul de radiații UV este mic și acțiunea specială nu au efecte speciale.

Ozon

Când este expus la radiația UV de oxigen (lumina soarelui, iluminarea UV în cluburile de noapte, lămpile UV bactericid în instituțiile medicale), precum și atunci când sunt expuse câmpurilor electromagnetice de oxigen de înaltă tensiune (linii de putere de înaltă tensiune sau starea naturii în fața a furtună), oxigenul este încântat atât de mult încât o parte din moleculele de oxigen două atomice se descompune în părți care sunt îmbinate la alte molecule. Astfel, gazul de ozon este oxigen tri-atomic. Ozonul nu este stabil, dar în timp ce oxigenul este într-o stare excitată, o anumită cantitate de ozon în aer este prezentă în mod constant. Apropo, ozonul, spre deosebire de oxigen, are mirosul (puteți mirosi mașina de copiere de lucru pentru a reaminti acest miros). Deci, ozonul este cel mai puternic distrugător al baloanelor. Dacă există o mică ozon în jurul valorii de minge, rata de oxidare devine foarte mare. Există ozon - fără bile. Apropo, din cauza acestui fapt, înainte ca furtunile să cadă repede, totul este în ozon, și nu că bilele se tem de furtuni.

Concluzii

La urma urmei, am scris mai sus, opțiunea minunată este de a renunța la lucrul cu bilele de pe stradă în timpul verii. Apropo, uneori acest lucru este cu adevărat mai bun decât să vă pierdeți reputația, înlocuind în mod constant bilele de spargere constantă.

Dar dacă nu este posibilă abandonarea muncii stradale de vară cu baloane, se recomandă să adere la mai multe reguli. Pentru munca stradală, trebuie să utilizați bile cu cele mai înalte pereți posibile. Este Sempex sau Quatilelex, desigur; Bilele belgiene sunt bune. Jamear, Mexic, bile chinezești, ele nu sunt, prin urmare, scumpe că latexul este mic în ele, iar pereții din astfel de bile sunt subțiri. Chiar și atunci când se utilizează bile de înaltă calitate, se recomandă să le alegeți mai mult pe dimensiune. De exemplu, luați bilele 12 "și le umflați ca niște bile 10." Acest lucru este permis să crească grosimea peretelui, ceea ce înseamnă a crește durata de viață a bilelor.

Când instalați bile pe stradă, dacă există o alegere, utilizați vânturile protejate de vânt și directă radiații solare. Când stocați și transportați bile, se recomandă utilizarea de pungi în care să împachetați bilele sau produsele umflate din bilele umflate. Punga protejează împotriva suflării, din praf și de la radiații solare directe. Și sacul întunecat protejează, de asemenea, împotriva ochilor de invidiat, care este, de asemenea, importantă.

Dacă este posibil, este necesar să înlocuiți bilele de la latex la bile de folie. Foil Balls pe stradă sunt mult mai supraviețuitori. De asemenea, utilizarea bilelor de heliu de la latex trebuie evitată și ori de câte ori este posibil să înlocuiți heliul la aer.

Sper că acest material va fi util.