热气球是怎样升空和下降的呢,热气球在空中怎么控制高度

首页 > 车主 > 作者:YD1662023-04-28 11:26:31

驾驶员释放充满氦气的探测气球或者孔明灯以查看确切风向。

飞行时,驾驶员使用机载的高度计、升降速度表和他们自己的观测方法,了解飞行的正确高度。到达正确高度需要很高的技巧,因为燃烧器喷射和气球实际上升之间至少存在30秒的延迟。气球驾驶员必须在需要上升前提前片刻启动正确的控制装置,然后在需要停止上升时,提前关闭这些装置。欠缺经验的驾驶员经常会飞过目标,或者在稳定高度前上升过高。只有积累许多个小时的气球驾驶经验才能自如地控制气球运行。

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既然我们已经了解热气球如何在空气飞行,现在让我们来看看是什么作用力使气球得以在空中飞行。实际上,热气球是地球上一些最基本的作用力的神奇表演。

不可思议的是,在地球上,我们其实一直生活在一种高压流体中。这是一种具有质量但没有形状的物质。我们周围的空气由几种不同的气态元素组成。空气中气态元素的原子和分子在四处自由飞翔,彼此碰撞,并撞击其他所有物体。当这些微粒碰撞到物体上时,每个微粒都会施加少量能量来推动物体。因为空气中有如此多的微粒,这些能量累加起来可以达到一个十分可观的压力水平(在海平面上,每平方厘米受到的压力为1公斤!)。

气压的作用力取决于两点:

微粒碰撞的比率——单位时间内发生碰撞的微粒越多,则转移到物体上的能量就越多。

冲击力——微粒的撞击力越大,转移到物体上的能量就越多。

这两项因素又由单位区域内有多少空气微粒以及这些空气微粒的移动速度决定。如果微粒越多,或者说移动速度越快,就会有越多的碰撞,因此产生的压力越大。微粒速度提高也会增加微粒的冲击力。

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大部分时间我们并不会注意到气压,因为我们周围都是空气。对于所有物体来说都是一样的,某个区域里的空气微粒平均分散,因此每个点都具有相同的空气密度。如果没有任何其他作用力,就意味着所有点的气压都相同。我们不会受到这种压力推动,因为我们四周的作用力互相平衡。例如,每平方厘米1公斤的压力确实足以掀翻椅子,或从上面压碎椅子,但是因为来自上、下、左、右以及所有其他角度的空气的作用力大致相等,椅子上的每个作用力均与相反方向的作用力平衡。实质上椅子在任何角度都不会受到更大的压力。

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因此在没有其他作用力的情况下,处于大气中的一切事物都能完全保持平衡,来自各个侧面的压力都相等。但在地球上,还有其他作用力要考虑,其中主要是重力。尽管空气微粒极其微小,但他们仍有质量,因此都受到地面的拉力。在地球大气的微观粒子水平上,这种拉力非常细微——空气微粒看起来沿着直线移动,不会出现明显落向地面的趋向。因此在微观角度上压力是大致平衡的。但总体来看,重力会向下拉动微粒,而且越靠近地面,压力就会越大。

原理如下:大气中的所有空气微粒都受到向下的重力的牵引。但是空气中的压力会产生向上的力,作用与重力的下拉效果相反。空气密度会积聚到平衡重力所需的任何水平,因为此时重力不足以拉下更多数量的微粒。

这一压力水平在地球表面恰好达到最高值,因为这个高度的空气需要支持其上所有空气的重量——该高度以上的重量越大,意味着向下的重力越大。当您在大气中向上移动时,其上的空气密度会逐渐降低,因而用于平衡重力的压力也会随之减小。这就是为什么压力会随着高度升高而下降。

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