O aplicație a legii lui Charles este un balon cu aer cald. Bilele cu aer cald se ridică când aerul din interiorul lor este încălzit de o lanternă, ceea ce face ca particulele să se miște rapid și apoi să se disperseze.
Legea lui Charles este numită după Jacques Charles, care a fost un balonist care trăia în anii 1700. Charles a studiat relația dintre volumul de gaze și temperatura pentru a ajuta baloanele să crească. Charles a efectuat o serie de astfel de experimente în 1787, dar acestea nu au fost niciodată publicate oficial. Charles este creditat cu stabilirea primului balon cu hidrogen aflat deasupra Parisului, Franța, în 1783. În numele realizărilor sale, legea lui Charles poartă numele său. Legea lui Charles explică faptul că volumul de gaz dintr-o anumită zonă crește pe măsură ce se încălzește gazul și presiunea sa rămâne constantă. În mod similar, legea lui Charles afirmă că o scădere a temperaturii are ca rezultat o scădere a gazului.
Aplicațiile Legii lui Charles
Bilele cu aer cald, care se bazează pe combustibilii încălziți să se ridice, sunt o aplicație a legii lui Charles. Atunci când particulele de gaze din balonul cu aer cald sunt încălzite, se întind și se mișcă mai repede, ceea ce înseamnă că gazele se extind și ocupă mai mult spațiu. Această creștere a activității creează energia pe care baloanele trebuie să o ridice de pe sol, deoarece baloanele devin mai puțin dense decât aerul din jurul lor. Scăderea densității balonului îl face să plutească și, dimpotrivă, o creștere a densității balonului duce la deflularea și revenirea la sol.
Compoziția balonului cu aer cald Majoritatea baloanelor cu aer cald sunt fabricate din nailon. Această țesătură este ușoară și este, în general, armată cu poliuretan, ceea ce face baloanele etanșe și le ajută să le protejeze de razele ultraviolete (UV) care dăunează soarelui. Bilele cu aer cald se ridică când aerul din punga de nylon sau plicul este încălzit. Baloanele coboară când aerul din plic este evacuat din partea de sus. Baloanele au o construcție relativ simplă. Acestea sunt operate cu ajutorul unui altimetru care măsoară altitudinea, un gabarit de temperatură și un plic de urcare. Bilele cu aer cald variază în funcție de dimensiune. Baloanele sportive, care sunt cele mai comune și populare soiuri, au un diametru de 55 de picioare și sunt de aproximativ 70 de metri înălțime, ceea ce echivalează cu aproximativ șapte povești înalte. Baloanele sport sunt realizate cu aproximativ 1.075 metri pătrați de nailon. Acest lucru se traduce la peste trei mile de țesătură din nailon. În jurul valorii de o jumătate de mile de material armat este folosit pentru a ține plicurile în siguranță împreună. Baloanele sportive, când sunt umflate, pot conține peste 62.000 de buchete de mere și puțin sub 580.000 de galoane de apă. Bilele cu aer cald pot transporta între trei și patru persoane.
Cum funcționează baloanele cu aer cald Baloanele sunt aprinse cu gaz propan lichid sau GPL. Sursa lor de combustibil este fie împărțită între două rezervoare sau trei rezervoare. Baloanele cu două tancuri poartă 40 de galoane de combustibil, care este împărțită între două rezervoare de 20 de galoane. Baloanele mai mici transportă 30 de galoane de GPL, care este distribuit între trei tancuri care transportă câte 10 galoane fiecare. Propanul este selectat ca o alegere pentru combustibil, deoarece arde rapid și eficient, dar este, de asemenea, previzibil și stabil. Baloanele transportă GPL în formă lichidă, iar GPL este alimentat prin furtunuri pentru a aprinde baloanele. Într-un timp de zbor de 45 minute până la o oră, baloanele vor arde aproximativ 20 până la 30 de galoane de combustibil. Pentru siguranță, multe baloane sunt echipate, de asemenea, cu un sistem independent de combustibil care poate acționa balonul în cazul în care sistemul de combustibil primar se scurge sau nu.
