Tato kalkulačka vám pomůže spočítat, kolik balónků musíte nafouknout, abyste dosáhli požadované výšky!
kalkulátor heliového balónu
obsah
Proč létají heliové balónky?
Než zjistíme, kolik heliových balónků zvedne člověka, musíme pochopit něco o plynech a vzduchu. Plyny jsou látky, které nemají pevnou formu, jako je helium. Při nádechu a výdechu dochází k výměně vzduchu s okolím. Plyny jsou totiž neviditelné a zabírají prostor jako voda v balónu.
Hélium má méně husté fyzikální vlastnosti než vzduch, což v kombinaci s héliem umožňuje stoupat. Stalo se tak u balónového experimentu, kdy byl balón naplněn plynným héliem a helium začalo stoupat, protože vzduch, se kterým byl smíchán, měl nižší hustotu.
Hélium má přibližně stejnou hustotu jako vzduch, což znamená, že balón naplněný heliem bude mít přibližně stejný zdvih, jako kdyby byl naplněn vzduchem. Většina tohoto zdvihu je generována množstvím plynu vytlačeným válcem – 0,1785 gramu na litr. Takže pokud vezmeme v úvahu, kolik plynu je vytlačeno a kolik to váží, můžeme odhadnout, jak velký bude mít balón.
Helium je nejběžnějším typem balónu a často se používá v nových produktech nebo propagačních materiálech. Jiné plyny, které jsou lehčí než vzduch, jako je vodík, čpavek nebo metan, se v balónech obvykle nepoužívají. V této heliové balonové kalkulačce však můžete změnit typ plynu a porovnat je s heliem.
Kolik balónků může člověk zvednout?
Jak pracovat s jednotkami jste se již naučili v předchozí části, pojďme tedy k výpočtům. Jak si pamatujete, zdvihací síla helia je přibližně 1 gram na litr. Takže pokud máte 10 litrů helia, budete potřebovat 100 balónků k vytvoření vztlaku.
Vliv aerodynamického odporu na pilota letícího na FL260 zahrnuje hmotnost letadla, pilota, paliva, cestujících a nákladu. Každý gram hmotnosti přispívá k odporu, proto je při určování hmotnosti důležité zvážit vše, co bude letět.
V pokročilém režimu si můžete vybrat velikost balónku. Řekněme, že používáte běžné balónky ze zábavního parku o průměru 30 centimetrů (11 palců). V pokročilém režimu si můžete zadat vlastní velikost balónku.
Pro balónek známého objemu a válcovou nádobu o známé šířce a výšce vypočítejte objem balónku uvnitř nádoby.
Převeďte svou hmotnost na gramy.
Abychom se ujistili, že balón nevyletí příliš vysoko, musíme vypočítat vztlakovou sílu hélia pomocí jednoduchého vzorce. Pokud výpočty provádíte ručně, pravděpodobně můžete použít sílu jednoho gramu na litr!
Chcete-li zjistit, kolik balónků by bylo potřeba k vyzvednutí osoby s daným objemem hélia, vydělte celkový objem hélia potřebný objemem balónku.
Jakou váhu může zvednout 11palcový balónek naplněný heliem?
K naplnění balónku požadovaným zdvihem budete potřebovat asi 12 gramů helia. Následující kroky vám pomohou zjistit přesnou částku:
Pro aproximaci objemu balónku na kouli použijeme následující rovnici: V = πr³. Zde V je přibližný objem balónku, π je konstanta Pi a r je poloměr koule. Dosazením hodnot r a π dostaneme V = 3π = 9,8 cm.
Pro výpočet nosnosti balónku naplněného héliem vynásobte objem balónku jeho hmotností a poté vydělte počtem gramů, které dokáže jeden litr hélia zvednout.
objem: V = 4/3 × π × r³ = 4/3 × π × 13,97³ = 11420,3 cm³ = 11,420 l
hmotnost: m = 11,420 l × 1,0715 g/l = 12,2 g
Proč létají horkovzdušné balóny?
Síra a další látky znečišťující ovzduší mohou při spalování vytvářet nebezpečné sloučeniny nazývané těkavé organické sloučeniny (VOC). Tyto VOC mají vysoký tlak par, což znamená, že mohou snadno unikat do atmosféry. Přestože je vodík preferovaným palivem pro palivové články, má nízký tlak par, a proto není ideální pro spalování.
Když se materiály vznášejí, fyzikálním principem tohoto chování je vztlak: vztah mezi materiály různých hustot ve vodě, atmosféře nebo jakékoli jiné kapalině! Tento princip vysvětluje, jak věci jako čluny a horkovzdušné balóny zůstávají na hladině, a umožňuje nám zvedat předměty s nákladem nahoře.
Jak nafouknout heliový balónek
Chcete-li naplnit balón héliem, musíte si nejprve koupit plynovou láhev. Helium lze nalézt pouze jako vedlejší produkt při výrobě zemního plynu, takže budete muset připojit nádrž k balónu. Jakmile je připojeno, uvolněte helium, dokud nebude plné. Ujistěte se, že jste po uvolnění helia pevně uzavřeli ventil – helium obvykle opouští balónek rychleji než vzduch. Jakmile je balónek svázaný, neodstraňujte z něj ruce, dokud jej neuvolníte!
Kolik heliem naplněných balónků budete potřebovat, abyste zvedli kilogram?
K tomu budete potřebovat 88 balónků. Pro každý případ bychom vám však doporučili použít více. K výpočtu tohoto čísla můžete použít následující:
Pro výpočet přibližného objemu hélia, které dokáže zvednout 1 kg, potřebujeme znát následující: hmotnost hélia, V; hustotu hélia, g/l; a objem hélia, l.
V = 1000 g/1,0 g/l = 1000 l
Pro výpočet procentuálního množství plynu zbývajícího v balónku vydělte výsledek objemem balónku stejné velikosti a poloměru 13,97 cm.
