Miért emelkedik fel a meleg levegővel töltött hőégballon?

A hőlégballon (hőléggömb) egy speciális léggömb (légballon), amelynél a töltőgáz meleg levegő. Kedvelt sporteszköz, tudományos célokra ritkán alkalmazzák.

A hőléggömb részei:

burkolat, maga a ballon;

égő;

kötélzet;

kosár (gondola) az utasok és a teher szállítására.

A hőléggömböt felemelni a ballasztsúlyok kidobásával, vagy a töltőgáz melegítésével, süllyeszteni a melegítés kikapcsolásával lehet. A melegítés kezdetben szalma és száraz fa égetésével történt, ma már gázpalackokat visznek a magasba. A vízszintes irányú mozgást a léggömb felemelésével és leengedésével lehet megoldani, ugyanis a szél különböző magasságokban más-más irányból fúj.

A hőléggömb esetében körülbelül 3 m³ gömbtérfogat képes felemelni 1 kg tömeget. Természetesen a felhajtóerő pontos értéke függ a ballonon belül elért és a kültérben lévő hőmérsékletek különbségétől, a tengerszint feletti magasságtól, a levegő nedvességtartalmától és az aktuális légáramlatoktól is. Emellett, az alsó légkörben a hőlégballon felhajtóereje minden 1000 méteren 3%-kal csökken.

A legkisebb, egyszemélyes, kosár nélküli ballon (úgynevezett „hopper” vagy „cloudhopper”) térfogata alig 1000 m³, ami - tökéletes gömb esetén - mintegy 12,4 m átmérőt jelentene. Ezzel szemben, a szórakoztatóipar által használt nagy hőlégballonok térfogata a 15 000 köbmétert is eléri, és két tucat személy szállítására alkalmasak. A leginkább jellemző méret a 2500 m³, az ilyen ballon 3-4 személyt szállít.

Az első hőlégballon kezdeményt a kínaiak használták az ún. három királyság (Shu dinasztia) idején Kongming lámpások formájában. Ezek kisméretű, belsejükben mécsest tartalmazó lámpások voltak, amelyeket katonai jelzések leadására engedtek a magasba.

A 17. században Francesco Lana Terzi jezsuita szerzetes fedezte fel az aeronautika egyik alaptörvényét. Rájött, hogy a levegőnek súlya van, így ami nála kisebb sűrűségű, az felemelkedik a levegőbe.

Az 1700-as évek közepén a franciaországi Annonay-ban működő papírgyáros család két sarja, a később csak Montgolfier-fivérekként ismert Josef és Etienne kísérletezni kezdtek, és először vízgőzzel próbálták magasba emeltetni légballonjukat, de a kihűlő vízgőz kicsapódott és átnedvesítette a papírból készült légballont.

A Montgolfier fivérek hőlégballonjának másolata a British Museumban

Később arra figyeltek fel, hogy az égő papír hamuja felszáll az ég felé. A zárt füstöt is fel akarták használni, de az hamar lehűlt, és a jármű a földre ereszkedett. Végül az alulról történő folyamatos melegítés mellett döntöttek. Először üresen engedték fel léggömbjüket a magasba, később állatokat (egy juhot, egy kakast és egy kacsát) helyeztek a kosárba. Végül eldöntötték, hogy elvégzik az első emberes repülést. XVI. Lajos király rabokat akart a próbarepülésre felhasználni, de egy fiatal orvos, Pilâtre de Rozier (ő lett később az első ember, aki légibalesetben meghalt) és Francois d'Arlandes márki vállalta, hogy beszállnak a légballon gondolájába. Így, az első, embert is szállító hőlégballonos repülést ők hajtották végre 1783. október 19-én Párizs mellett. A hivatalos, több száz meghívott előtt végrehajtott repülésre 1783. november 21-én került sor. A repülés 25 percig tartott, ezalatt kb. 7,5 km-t sikerült megtenni. Maga a léghajó vászonból készült, amelyet papírral béleltek ki. A léggömb alja nyitott volt, alatta egy rácson szalma és száraz fa égett, és annak füstje, illetve a felmelegedett levegő emelte magasba a léggömböt.

A hőlégballonnak azonban máris megjelent a vetélytársa. Alig néhány nappal a Montgolfier-fivérek sikeres bemutatója után, 1783. december 1-jén Jacques Alexandre César Charles és Ainé Roberts - szintén Párizs környékén - kénsav és vasreszelék reakciójából származó hidrogénnel töltött léggömbbel emelkedtek kb. 550 méter magasba. Miután Párizs mellett egy mezőn leszálltak, a megrémült parasztok azonnal megsemmisítették az égből pottyant fura szerkezetet.

Hőlégballon az ausztráliai Brisbane fölött

A fejlődést azonban nem lehetett megállítani. A műszaki versenyt ekkor mindenesetre a hidrogénnel töltött léggömbök nyerték, és a hőlégballon csak 1860 után kezdett el újból terjedni.

A következő évben Szablik István és Domin József is kísérletezni kezdett léggömb felbocsátásával. A felfedezés gyakorlati felhasználását először a katonaság kezdte el. 1861-63-ban az amerikai polgárháború alatt létrejött az első, légballonokra épülő légierő.

Hőlégballonverseny

Az első felszállást Magyarországon Männer és Kraskovits bécsi fizikus-doktorok hajtották végre 1811. június 3-án, Männerrel a gondolában. A Magyar Aëro-klub 1902. március 2-án alakult meg, és május 1-jén szállt fel a Turul, az első magyar tulajdonú ballon hazánkban. A második világháború után 1977-ben készítették el az első magyar hőlégballont, a Pannóniát, amelyet azóta több száz követett. 1980 óta rendszeresen szerveznek versenyeket, nemzeti bajnokságokat is. 1990-ben Molnár Csaba európai hőlégballon-bajnok lett. 2005-ben Debrecenben rendezték meg a 14. Hőlégballon Európa Bajnokságot, amelyen 84 versenyzőballon mellett 30 fiesztaballon[1] is részt vett.

Mert egy adott térfogatú 30C°-os légtömeg nagyobb térre tágul,mint a 20C-os ballon levegője.

Ergó ritkább a levegő a melegebb ballonban,(mivel nagyobb a mozgási energiája a levegő atomjainak itt),és mivel kevesebb atom van a melegebb ballonban fajlagosan,könnyebb is a súlya mint egy 20C°° fokos de azonos térfogat esetén.

Ha nem érted....hát mindegy...:D

A meleg levegő könnyebb, mint a körülötte levő hideg levegő - ezért a hideg levegő felhajtóereje emeli felfelé. Ugyanúgy, mint a vízben, csak itt sokkal kisebbek az erők.

Persze ez addig működik, amíg körülötte sűrű levegő van. Ahogy emelkedik, körülötte ritkul a levegő, ezért egyre kevésbé emelkedik tovább.

"csak hova tunnek az atomok?"

Sehova nem tűnnek, csak több helyet foglalnak el. Mármint az atom nagysága marad, csak fürgébben pattog, így több területről tudja visszaverni a többieket, mint a lassabbak.