1。動いている粒子:
* 空気は粒子で作られています (窒素、酸素、およびその他のガスの分子)常に動いています。 空気が暑いほど、これらの粒子は速く動きます。
* 熱気が拡大する: 風船内の空気が加熱されると、その粒子はより速く移動し、さらに広がります。この膨張により、熱気は周囲の冷たい空気よりも密度が低くなります。
2。密度と浮力:
* 密度は単位体積あたりの質量です。 密度の低いオブジェクトが密度の高いオブジェクトに浮かびます。 水に浮かぶ木片を考えてみてください。木材は水よりも密度が低くなります。
* 浮力は、その中に浸されたオブジェクトに液体(空気など)によって及ぼす上向きの力です。 浮力力は、オブジェクトによって変位する流体の重量に等しくなります。
3。バルーンの上昇方法:
* 風船内の熱気は、周囲の冷たい空気よりも密度が低いです。 これは、風船がそれ自体の重量に等しいが、質量が少ない空気の重量を置き換えることを意味します。
* バルーンに作用する浮力力は、その重量よりも大きいです。 この力の違いは、バルーンが上昇する原因です。
* 風船が上昇すると、外の空気が薄く涼しくなります。 これは、内側の熱気と外側の冷たい空気との間の密度の違いが小さくなることを意味します。 密度の差がバルーンの重量とそのペイロードを克服するのに十分でなくなるまで、バルーンは上昇し続けます。
4。バルーンの制御:
* 空気の加熱: 上昇するために、パイロットは風船内で空気を加熱し、さらに上昇させます。
* 空気の冷却: 降下するために、パイロットは熱気を放出し、冷たい空気がバルーンに入り、その量を減らして沈む原因となります。
要約すると、風船の中の熱気が周囲の空気よりも密度が低く、風船を持ち上げる上向きの浮力を生み出すため、熱気球が機能します。 これは、より熱い粒子がより速く動き、より多くのスペースを占有し、空気の密度が低下すると述べている粒子理論によって説明されます。