Terdapat beberapa teori untuk menjelaskan sebab keupayaan belon untuk terbang. Dalam erti kata yang luas, proses ini ditentukan oleh nisbah berat udara dan gas. Jika belon penuh...
Terdapat beberapa teori untuk menjelaskan sebab keupayaan belon untuk terbang. Dalam erti kata yang luas, proses ini ditentukan oleh nisbah berat udara dan gas. Jika belon diisi dengan gas, ia akan naik dan tidak jatuh ke tanah. Apabila ia dipenuhi dengan udara, contohnya, apabila seseorang meniup belon sendiri, keupayaannya untuk terbang berkurangan. Gasnya jauh lebih ringan daripada udara, itulah sebabnya belon yang diisi dengan helium terapung paling baik.
Bergantung pada pengisian, belon boleh melakukan manipulasi yang berbeza:
- jika bola diisi dengan karbon dioksida, udara atau argon, maka ia akan terbang lebih teruk;
- neon, metana, nitrogen, helium dan hidrogen membuat bola berlepas dengan cepat disebabkan oleh berat minimum gas-gas ini dan perbezaan yang besar dengan jisim udara.
Penerbangan belon dari sudut fizik
Dari sudut pandangan fizik, mana-mana jasad yang diletakkan dalam gas atau cecair tertakluk kepada daya sesaran yang sama dengan berat badan. Belon dalam kes ini adalah badan "diletakkan" di udara. Kerana Apabila gas yang mengisi bola menjadikannya ringan berbanding dengan udara, daya apungan mula berlaku. Disebabkan ini, bola cepat naik dan mula terbang.
Dengan bantuan fizik, adalah mungkin untuk menjelaskan sebab sifat terbang belon yang dipenuhi dengan udara tidak begitu baik. Berat dalam kes ini hampir sama, jadi bola hanya boleh terapung di udara, tetapi tanpa daya ia tenggelam ke tanah.
Penerbangan belon di udara adalah setanding dengan belayar kapal di atas air. Dalam kedua-dua kes pertama dan kedua, badan yang lebih ringan ditolak keluar oleh air atau udara yang berat. Selain itu, air dan udara mempunyai kebolehan daya apungan yang hampir sama.
Mengapa belon udara panas terbang?
Belon besar bertujuan untuk penerbangan aeronautik atas sebab yang sama seperti belon mainan kecil. Penjelasan untuk keupayaan untuk terbang dalam kes ini juga adalah undang-undang fizik. Saiz bola, berat bakul dan penumpang adalah berkait rapat antara satu sama lain. Belon itu naik dengan memanaskan udara di dalamnya dan gas yang terhasil. Disebabkan oleh kesan ini, bola menjadi lebih ringan daripada udara dan daya apungan dikenakan ke atasnya. 
Kawalan belon
Adalah mustahil untuk mengawal sebarang belon. Daya kawalan utama sentiasa udara atau angin. Jika anda melepaskan belon kecil dan memegangnya dengan benang, maka, walaupun usaha anda, anda tidak akan dapat mengubahnya ke arah yang dikehendaki. Keadaan yang sama berlaku dengan belon. Satu-satunya perkara yang boleh dilakukan oleh penumpang dalam bakul ialah menurunkan bola ke paras tanah atau mengangkatnya lebih tinggi ke udara. Ketinggian diperoleh dengan mengurangkan berat (berat khas dijatuhkan), dan bola diturunkan dengan mengurangkan jumlah gas dengan mengawal suhu pemanasan udara di dalam bahan getah. Suhu diubah dengan menukar aras penunu.
Mengapakah belon dan kapal udara dipenuhi dengan hidrogen atau helium?
Semasa kecil, semua orang bermain dengan belon. Tiada siapa yang pernah tertanya-tanya mengapa belon dipenuhi dengan hidrogen atau helium. Untuk menjawab soalan ini, anda harus mengingati beberapa soalan daripada kursus fizik sekolah. 
Sedikit fizik
Jika jasad berada di udara, beberapa daya bertindak ke atasnya. Pengaruh terbesar dilakukan oleh kuasa dan berat Archimedean. Perbezaan mereka dipanggil angkat. Jika mereka sama, maka belon itu tergantung dengan bebas atau bergerak melalui udara dalam lengkungan yang rumit, bentuknya bergantung pada arus. Jika daya Archimedean lebih besar daripada berat, daya angkat timbul, bertindak ke atas pada belon. 
Berat pesawat terdiri daripada gas itu sendiri, cangkang di mana ia berada, dan beban yang diangkat.
Jika anda mengisi cangkerang dengan udara biasa pada suhu ambien, bola tidak akan naik. Udara perlu dipanaskan. Oleh itu, belon mesti dilengkapi dengan penunu untuk sentiasa memanaskan udara di dalam cangkerang.
Daya Archimedean bergantung kepada isipadu cengkerang dan perbezaan ketumpatan udara dan gas yang terkandung di dalamnya.
Dengan peningkatan ketinggian, suhu berkurangan, tekanan udara dan ketumpatannya dalam cangkerang tertutup berkurangan. Oleh itu, daya Archimedean berkurangan, dan bola mula turun. Untuk mengelakkan ini daripada berlaku, lubang dibuat di bahagian bawah cangkerang, di mana pembakar diletakkan. Dengan mengurangkan atau menambah jumlah bahan api yang dibakar, anda boleh mengawal ketinggian penerbangan.
Pesawat bersampul tertutup menggunakan gas yang, pada suhu yang sama, mempunyai ketumpatan kurang daripada udara sekeliling.
Antara gas yang ada, hidrogen mempunyai ketumpatan paling rendah. Dalam industri ia dihasilkan dalam kuantiti yang banyak, jadi kosnya agak rendah.
Hari ini, atas sebab keselamatan, cangkerang sfera belon dipenuhi dengan helium. Unsur kimia yang jarang ditemui ini pertama kali ditemui melalui analisis spektrum matahari dan diberi nama Helios, yang bermaksud solar. Tidak lama kemudian, gas ini ditemui di bumi.
Pada suhu yang sama, ketumpatan helium adalah 10 kali lebih rendah daripada udara. Hidrogen mempunyai penunjuk yang lebih baik - 20. Oleh itu, pada mulanya belon diisi dengan hidrogen. Tetapi, tidak seperti helium, ia adalah gas yang mudah terbakar dan mudah meletup. Elemen ini selamat digunakan, tetapi belon berisi helium mempunyai daya angkat yang lebih sedikit.
Sedikit sejarah
Belon besar dipanggil aerostat, dan pada masa lalu ia digunakan terutamanya untuk penyelidikan saintifik. Kebanyakannya adalah sfera pelbagai diameter.
Belon terbesar, Record, dengan isipadu sfera lebih daripada 4000 m³, berlepas pada musim gugur 2010. 36 orang mengembara dengan gondolanya.
Ketinggian maksimum belon naik adalah lebih daripada 21 km. Rekod penerbangan itu dibuat oleh warga India Vijaypat Singhania pada 2005. Belon itu dipenuhi dengan udara hangat.
Kapal udara berbentuk cerut digunakan untuk mengangkut orang dan kargo pada awal dan pertengahan abad yang lalu.
Kapal udara terbesar dalam sejarah manusia, Hindenburg, telah dibina di Nazi Jerman pada lewat 30-an. Dia membuat 21 penerbangan merentasi Atlantik dan meninggal dunia pada tahun 1937. Pada masa itu tidak ada helium di Jerman dan semua tangki Hindenburg diisi dengan hidrogen. Punca kemalangan tidak diketahui. Selepas tragedi itu, belon dan kapal udara yang dipenuhi hidrogen tidak lagi digunakan untuk mengangkut penumpang. Mereka digunakan hanya untuk tujuan saintifik.
Untuk mencipta suasana yang benar-benar perayaan anda memerlukan belon. Tanya mana-mana orang apa yang dikaitkan dengan percutian itu, dan dia akan, satu cara atau yang lain, mengatakan tentang belon. Kedua-dua orang dewasa dan kanak-kanak sangat menyukai mereka, jadi percutian tanpa hiasan seperti itu... Bukan yang paling menyeronokkan.
Itupun jika ada piroteknik dan pelbagai pencapaian industri hiburan. Dan jika bola terbang, maka ia biasanya serupa dengan sihir. Jadi, mencipta percutian yang tidak dapat dilupakan dengan hiasan yang sejuk adalah agak mudah. Selain itu, kini banyak syarikat menawarkan perkhidmatan yang mudah seperti penghantaran belon.
Hari ini terdapat banyak jenis belon - lateks, bulat, panjang, dalam bentuk hati atau bentuk lain. Terdapat kerajang: dari kecil hingga besar, dari bentuk bulat hingga kompleks. Terdapat belon dalam bentuk watak kartun, haiwan, huruf dan nombor. Matte, lutsinar, mutiara, berkilat, bintang, bunga, haiwan, kereta... Apa pun. Dan ya, semua ini boleh terbang - perkara utama ialah bola ditiup dengan gas yang betul.
Daripada artikel kami, anda akan mengetahui dengan apa belon yang ditiup, gas apa yang perlu ditiup untuk membuatnya terbang, dan apa yang boleh anda gunakan untuk mengembang belon di rumah.
Apakah gas yang digunakan untuk meniup belon?
Yang paling biasa ialah udara biasa. Apa yang lebih mudah daripada meniup belon? Tiada apa-apa, terutamanya jika ada pam. Beberapa saat - dan hiasan terang untuk percutian sudah siap. Dengan udaralah belon ditiup, dari mana bunga, kalungan dan semua hiasan yang dipasang pada dinding, tangga, dan tingkap dibuat.Apakah gas lain yang digunakan untuk meniup belon? Karbon dioksida. Ini adalah kaedah untuk mereka yang suka eksperimen kimia atau hanya tidak mahu mengganggu inflasi biasa.
Untuk mendapatkan karbon dioksida, hanya gabungkan cuka biasa, 9% dan soda. Untuk satu item anda memerlukan 150 ml cuka dan satu sudu soda. Serbuk dituangkan ke dalam bola, selepas itu ekornya ditarik ke dalam sebotol cuka, bola itu digoncang supaya soda dituangkan ke dalam botol. Tindak balas ganas - dan kini belon telah diisi.
Apa yang anda tiup belon untuk membuatnya terbang?
Hidrogen pernah digunakan. Tetapi mereka dengan cepat meninggalkannya, kerana apabila digabungkan dengan oksigen ia membentuk gas letupan. Pertunjukan pyro, sudah tentu, menarik, tetapi hanya jika ia dikawal. Tetapi letupan belon tidak boleh dipanggil dikawal.
Oleh itu, mereka mula menggunakan helium dan bukannya hidrogen. Ia sesuai - jauh lebih ringan daripada udara, benar-benar lengai dan selamat, agak berpatutan. Gas ideal untuk kraf terbang. Di samping itu, ia selamat untuk kesihatan - helium juga termasuk dalam campuran untuk penyelam skuba. Dan kesan sampingan yang menarik apabila menyedutnya, suara yang lucu, malah membuatkan anda ketawa. Di samping itu, helium tidak mempunyai bau atau rasa. Dan jika hiasan itu pecah, tiada perkara buruk akan berlaku.
Bagaimana untuk mengembang belon dan bukannya helium di rumah?
Pada dasarnya, helium tidak begitu tersedia sehingga ia tidak boleh dibeli untuk rumah. Tetapi jika anda tidak mahu membeli belon, maka hanya ada satu pilihan untuk bola terbang: hidrogen. Ya, ia berbahaya sedikit sebanyak, tetapi ia adalah satu-satunya gas yang lebih ringan daripada udara, dan ia boleh dihasilkan menggunakan cara yang dibuat sendiri. Dan ia diperoleh seperti berikut:- 150 ml air suam dituangkan ke dalam botol;
- Kepingan kerajang biasa juga dibuang ke sana;
- Selepas ini, tambahkan 3 sudu besar soda kaustik (soda kaustik, pembersih longkang);
- Belon segera diletakkan di atas botol.
Perhatian! Hidrogen berpotensi berbahaya, seperti juga eksperimen dengan soda kaustik. Gas ini tidak boleh dihidu. Anda juga harus menjauhkan belon tersebut daripada api, termasuk lilin kek hari jadi, percikan api, dsb. Oleh itu, jika anda ingin menghiasi percutian anda dengan belon terbang, anda tidak sepatutnya mengambil risiko. Lagipun, risiko di sini bukan sahaja percutian akan rosak...
Adalah lebih baik untuk pergi ke kedai di mana anda boleh memilih belon yang sesuai, dan mereka akan menghantarnya kepada anda yang sudah melambung. Segala-galanya menjadi lebih mudah, dan tidak begitu mahal. Dan anda tidak perlu memikirkan cara mengembang belon di rumah, apa yang perlu digunakan dan bukannya helium, dan sebagainya.
Bahan disediakan oleh Mechtalion.ru.
Belon naik ke atas kerana gas yang diisinya lebih ringan daripada udara sekeliling. Banyak gas, terutamanya hidrogen dan helium, mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada udara. Ini bermakna bahawa pada suhu tertentu mereka mempunyai jisim per unit isipadu kurang daripada udara.
Apabila gas ringan tersebut dipam ke dalam belon, ia akan meningkat sehingga jumlah berat cengkerang gas, bakul, berat dan kabel kurang daripada berat udara yang disesarkan oleh belon. (Memandangkan udara dianggap dalam fizik sebagai medium cecair, undang-undang yang sama terpakai di sini seperti untuk badan yang direndam dalam cecair.) Udara panas, yang mempunyai ketumpatan yang lebih rendah berbanding dengan udara sejuk, juga naik. Walaupun udara panas tidak ringan seperti sesetengah gas, ia lebih selamat dan mudah dihasilkan oleh obor propana yang dipasang di bawah leher cangkerang belon, yang biasanya diperbuat daripada fabrik ringan seperti nilon bertetulang. Belon yang diisi dengan udara panas biasanya kekal dalam penerbangan selama beberapa jam, tetapi tanpa pemanasan tambahan udara di dalam cangkerang mereka akan kehilangan ketinggian secara beransur-ansur.
Molekul pada suhu yang berbeza
- Apabila udara sejuk, molekul bergerak perlahan dan rapat.
- Apabila udara menjadi panas, ia bolehMolekul mula bergerak lebih cepat dan menyimpang ke sisi, mengisi volum yang lebih besar.
- Sejak udara yang dipanaskanterus mengembang, ia menjadi kurang padat.
- Apabila menyejukkan udara itumolekul kehilangan kelajuannya, isipadu berkurangan, dan ketumpatan meningkat.
- Belon itu terletak di sisinya. Obor propana memanaskan udara di dalam cangkerang, yang menyebabkan ia membengkak dan naik.
- Udara panas dan ringan (gambar di bawah teks) naik ke dalam cangkerang dan kemudian mengalir ke bawah di sepanjang dindingnya. Udara sejuk diperah keluar melalui leher, berat cangkerang dengan udara berkurangan dan belon naik.
- Juruterbang mengekalkan atau meningkatkan ketinggian mereka dengan menghidupkan penunu secara berkala. Selagi udara di dalam cangkerang lebih panas daripada udara luar, daya angkat mengatasi daya graviti.
- Belon itu turun apabila udara yang mengisinya menyejuk dan mengecut. Juruterbang boleh mempercepatkan penurunan mereka dengan melepaskan udara panas melalui lubang di bahagian atas belon.
Interaksi tekanan, isipadu dan suhu
Saling bergantung tiga parameter. Tekanan, isipadu dan suhu gas adalah saling berkaitan. Pada suhu bilik (dekat kanan), pergerakan molekul gas di dalam kapal menghasilkan tekanan tertentu. Jika kelantangan adalah > separuh daripada besar (gambar tengah di sebelah kanan), tekanan dalaman berganda. Apabila udara menjadi panas (paling kanan), tekanannya meningkat dan isipadunya meningkat mengikut kadar suhu.
Adakah helium berbahaya?
Selalunya anda boleh mendengar pendapat bahawa gas adalah bahan berbahaya. Ini bukan kenyataan yang benar. Mengapa ia "berlaku" begitu kerap?
Hakikatnya ialah perkataan "gas", seperti banyak perkataan lain dalam bahasa Rusia, mempunyai beberapa makna (definisi). Dalam maksud "utama", gas ialah keadaan jirim (sebarang bahan boleh menjadi pepejal, cecair dan gas). Dan dalam salah satu makna tambahan, konsep gas bermakna gas mudah terbakar isi rumah, digunakan dalam penunu dapur gas (biasanya metana, propana atau butana).
Apakah gas yang digunakan untuk meniup belon? Jika bola "terbang", maka anda boleh yakin bahawa ia tidak melambung dengan gas yang sama yang dibekalkan ke dapur gas. Hanya gas yang sangat ringan, yang jauh lebih ringan daripada udara, boleh menyokong bola di udara. Propana dan butana lebih berat daripada udara, dan bola akan terletak di atas lantai. Metana lebih ringan sedikit daripada udara, tetapi daya angkatnya masih tidak mencukupi untuk mengangkat belon kecil "biasa" ke langit: hanya belon besar yang dipenuhi dengan metana boleh naik ke atas tanah - dan kemudian sangat "lambat": ia akan mempunyai lif yang sangat rendah.
Apakah gas yang boleh mengangkat sebarang lateks atau belon foil ke udara dengan mudah? Terdapat hanya dua gas tersebut: hidrogen dan helium. Kedua-dua gas ini adalah bahan asas dan disenaraikan dalam jadual berkala D.I. Mendeleev sebagai nombor 1 dan 2. Dari segi kelaziman mereka di Alam Semesta, ia adalah serupa: hidrogen mengambil tempat pertama, dan helium mengambil tempat kedua. Dari segi "ringan", gas ini juga menduduki tempat pertama dan kedua (hidrogen adalah yang paling ringan, dan helium hanya lebih berat sedikit) dan jauh lebih tinggi daripada semua gas lain. Dari segi saiz atom, mereka juga adalah pemimpin, walaupun di sini ia adalah sedikit sebaliknya: helium mempunyai atom terkecil, dan hidrogen mengambil tempat kedua.
Tetapi ini seolah-olah menjadi penghujung persamaan antara gas-gas ini. Hidrogen ialah unsur yang sangat aktif, sangat mudah terbakar dan mudah meletup: malah lebih berbahaya daripada propana isi rumah. Dan helium adalah gas lengai mutlak yang tidak bertindak balas dengan sebarang bahan yang diketahui, oleh itu ia tidak boleh terbakar atau menyokong pembakaran, dan juga tidak boleh menyebabkan keracunan. Menurut piawaian Rusia dan Eropah, serta mengikut peraturan keselamatan kebakaran, hanya helium (atau udara biasa) digunakan untuk mengembang belon.
Adakah selamat untuk menyedut helium daripada belon? Ia agak selamat, jika, tentu saja, kita bercakap tentang helium itu sendiri, dan bukan bakteria atau faktor sampingan lain yang mungkin ada. Helium, dalam erti kata kimia, adalah lebih "neutral" daripada nitrogen, yang membentuk sebahagian besar atmosfera bumi. Helium digunakan sebagai komponen campuran pernafasan oleh penyelam skuba apabila bekerja pada kedalaman yang besar, kerana ia boleh dikatakan tidak larut dalam darah manusia.
Adakah tangki helium berbahaya? Jika ia adalah silinder tekanan tinggi, kira-kira 150 atmosfera atau lebih, maka ia sudah pasti menimbulkan bahaya sekiranya berlaku kemusnahan. Walau bagaimanapun, memusnahkan silinder logam bukanlah satu tugas yang mudah. Margin keselamatan kapsul silinder kilang agak besar. Sebelum digunakan, silinder diuji pada tekanan tiga kali ganda tekanan operasi; selepas itu tanda kilang diletakkan pada silinder dalam bentuk empat nombor, yang menunjukkan bulan dan tahun pensijilan seterusnya. Jika anda melihat silinder coklat dengan "helium" atau "He" (helium) ditulis dalam cat putih, dan bulan dan tahun pensijilan dicop di bahagian atas - lewat daripada yang sekarang - anda boleh tenang (walaupun tarikh pensijilan " sedikit ketinggalan zaman). Silinder helium yang dihasilkan oleh kilang Orenburg (ini adalah satu-satunya loji helium di Rusia) disahkan untuk digunakan di tempat yang sesak. Tetapi jika anda perasan bahawa seseorang cuba melihat silinder gas dengan pengisar atau menggerudinya, atau memukulnya dengan pahat, maka anda harus membunyikan penggera, tidak kira sama ada silinder itu diisi dengan helium atau sesuatu yang lain, sama ada ia kosong atau tidak...
Bolehkah helium menyebabkan lemas jika satu atau lebih belon pecah dalam ruang terkurung? Di sini adalah perlu untuk menganggarkan susunan magnitud. Satu bola sederhana mempunyai isipadu kira-kira 7 liter. Dalam bilik kecil, contohnya dua kali tiga meter dan ketinggian siling 2.5 meter, isipadunya ialah 15 meter padu. meter - iaitu, 15,000 liter. Jika anda "meletus" sebanyak 50 belon helium di dalam bilik ini, isipadunya akan menjadi kira-kira 350 liter. Ini hanya melebihi 2% daripada isipadu udara. Nilainya sangat tidak penting, walaupun pada hakikatnya helium tidak toksik dan tidak menyebabkan reaksi alahan. Di samping itu, semua helium akan serta-merta naik dan meresap melalui siling dengan agak cepat, kerana keupayaan penembusan atom helium sangat tinggi. Bukan itu sahaja: walaupun anda membuka belon di dalam rumah dan melepaskan semua helium ke dalam bilik, ia tidak akan menyebabkan sebarang bahaya kepada orang atau haiwan. Tetapi jika anda memutuskan untuk menyedut helium dari belon untuk berseronok (helium menukar suara anda, menyebabkan pita suara bergetar pada frekuensi yang lebih tinggi), anda tidak seharusnya terlalu terbawa-bawa: jika anda menyedut helium sahaja untuk masa yang lama dan lakukan tidak menghirup udara biasa, anda mungkin berasa pening, walaupun pada hakikatnya helium tidak beracun. Lagipun, organisma makhluk hidup di bumi direka sedemikian rupa sehingga mereka memerlukan oksigen!
Adakah mungkin untuk merokok atau menggunakan api terbuka? berhampiran peralatan gas atau berhampiran belon kembung, terutamanya jika sesetengah daripadanya jelas bocor helium? Langkah berjaga-jaga keselamatan di gudang dengan cecair atau gas helium, nitrogen dan karbon dioksida - tidak melarang merokok kerana gas-gas ini jangan menyala dan tidak menyokong pembakaran bahan lain. Walau bagaimanapun, jika rokok yang terbakar menyentuh belon, kemungkinan besar ia akan pecah: perkara yang sama akan berlaku jika belon itu menyentuh mentol lampu panas. Tetapi ini hanya akan memecahkan getah yang membentuk cangkerang bola. Tidak akan ada letupan atau nyalaan.
Adakah belon berisi helium selamat untuk kanak-kanak kecil? Mengikut piawaian Eropah, untuk masa yang lama, sebarang mainan tidak disyorkan untuk kanak-kanak di bawah umur 3 tahun - kecuali yang dibekalkan dalam pembungkusan steril. Dan perkara di sini bukanlah sama sekali bahawa sesetengah bahan atau bahan boleh memberi kesan yang berbahaya pada tubuh kanak-kanak itu - tetapi seorang kanak-kanak kecil kemungkinan besar akan cuba memasukkannya ke dalam mulutnya, setelah terlebih dahulu menggulungnya ke dalam tanah atau yang lain -tempat steril” . Lateks semulajadi dari mana cangkerang belon dibuat, serta helium teknikal (lebih daripada 98%) atau campuran helium-udara (60/40), tidak menimbulkan bahaya kesihatan. Anda hanya perlu mengambil kira bahawa bola lateks mungkin pecah jika bayi tidak bermain dengannya dengan berhati-hati, dan bunyi pop yang kuat boleh menakutkan kanak-kanak itu. Oleh itu, adalah disyorkan untuk memberi anak-anak kecil bukan bola getah, tetapi angka foil, yang, sebagai peraturan, lebih berwarna dan tidak "meletus" jika kanak-kanak itu secara tidak sengaja menggigitnya.
Pengurus kami bersedia untuk menjawab soalan ini dan soalan lain dengan lebih terperinci melalui telefon. Yang benar, pentadbiran laman portal