جدول ال فكرة
هل يطفو منطاد الهواء الساخن ويصعد؟ تعتمد الإجابة على هذا السؤال على خصائص كثافة المواد سواء كانت هذه المواد غازية أو سائلة ، وسنتحدث في هذا المقال بالتفصيل عن العلاقة بين الكثافة والطفو ، ونتحدث عن سوف يشرح أيضًا كيف يطفو بالون في الهواء ويصعد.
العلاقة بين الكثافة والطفو
الكثافة هي مقدار الكتلة في جسم ما لأي كمية محددة من الحجم ، وهي خاصية فيزيائية للمواد التي تعبر عن نسبة وحدة الحجم إلى وحدة كتلة مادة أو كائن ، بالنظر إلى الحجم نفسه ، كلما زادت الكتلة ، وتحسب الكثافة بالقسمة. تعتمد كتلة الجسم على حجمه ، وتُقاس بوحدات الأمتار لكل جرام ، ويُرمز إليها في المعادلات الرياضية بالرمز الإنجليزي rho Ρ أو بالرمز العربي w ، ويتم تحديد كثافة مادة أو جسم بالحرارة و يتأثر الضغط.
في الواقع ، فإن قوة الطفو تتناسب طرديًا مع كثافة السائل الذي ينغمس فيه الجسم ، والطفو هو القوة الصاعدة التي تمارس على الأجسام المغمورة في السوائل. وتكون كثافة الغازات الأقل كثافة أعلى من كثافة الغازات الأكبر ، وبالتالي السمة المهمة لأي غاز هي كثافته ، حيث يتم تعريف كثافة الغاز على أنها كتلة الغاز مقسومة على حجمه.[1]
انظر أيضًا: ما الذي يحدد كثافة الهواء
منطاد الهواء الساخن يرتفع ويرتفع
البالون الذي يحتوي على هواء ساخن يرتفع ويرتفع لأن كثافة الهواء الساخن داخل البالون أقل من كثافة الهواء البارد خارج البالون ، فيرتفع البالون وترتفع فوق الهواء الأكثر برودة وكثافة ، وهذا يعني أن البالونات تكون يطير لأن الهواء الساخن بداخله أقل وزنًا من الهواء الخارجي مما يجعله يطفو ، فمثلاً عندما يريد الطيار جعل البالون يرتفع يقوم بإشعال شعلة النار لتسخين الهواء داخل البالون ، كما ونتيجة لذلك ، يكون الهواء داخل البالون أكثر سخونة من الهواء الخارجي ، وكلما زادت سخونة الهواء داخل البالون قل وزنه وزاد ارتفاع البالون بشكل أسرع.
وعندما يريد الطيار النزول ، سيسمح الطيار للهواء أن يبرد بشكل طبيعي ، أو لتسريع العملية ، فإنه سيسمح للهواء الساخن بالخروج من البالون عن طريق فتح صمام المظلة ، وبالتالي سيتدفق الهواء البارد إلى الداخل من البالون ، مما يجعل وزن الهواء أثقل وبالتالي يغوص البالون باتجاه الأرض إما لإبقاء البالون في مستوى ثابت في الهواء ويحتاج الطيار إلى استخدام التوهج بانتظام أثناء الرحلة للتأكد من أنها الكمية المناسبة من الهواء الساخن والبارد في البالون.[2]
انظر أيضًا: العملية التي يرتفع بها الهواء الساخن ويسقط الهواء البارد تسمى التوصيل؟
بنهاية هذا المقال نعلم أن البالون الذي يحتوي على هواء ساخن سوف يطفو ويرتفع لأن كثافة الهواء الساخن داخل البالون أقل من كثافة الهواء البارد خارج البالون ، وتتغير كثافة الهواء مع تغير درجة الحرارة.