Воздушный шар -это аппарат, использующий газ, который легче воздуха.
Шар можно наполнять просто горячим воздухом, гелием или водородом.
Первыми воздушный шар изготовили в 1783 году братья Монгольфье, хотя до сих пор идут споры действительно ли они были первыми. Их воздушный шар был заполнен горячим воздухом. Как известно, плотность горячего воздуха меньше плотности окружающего воздуха вследствии чего он имеет вес меньше и, согласно закону Архимеда, на него действует выталкивающая сила.
На поверхности Земли атмосферное давление создаёт плотность воздуха около 1,225 кг/м;.
Плотность гелия равна - 0,178 кг/м3
Плотность водорода равна - 0,09 кг/м3.
Отсюда следует, что подъёмная сила водорода на 8% больше, чем у гелия, так как водород весит легче гелия. Кто хочет может сам найти расчёты на эту тему.
И водород и гелий использовали и используют в воздухоплавании.
Ясно, что чем меньше плотность газа, то согласно закону Архимеда, тем больше у него подъёмная сила.
И, следовательно, максимальная подъёмная сила у газа будет при плотности равной нулю. Но, такого газа не может существовать.
Плотность же вакуума равна:
05 •10 -29 г/см3
Но, мы для удобства будем считать плотность вакуума равной нулю.
Следовательно, воздушный шар, имеющий внутри себя вакуум, имеет максимальную подъёмную силу, равную весу вытесненного им воздуха.
Проблема только в том, что атмосферное давление будет оказывать сильное давление на каждый сантиметр стенок такого шара и малейшая трещина приведёт к разгерметизации.
А наглядно увидеть подъёмную силу вакуума можно в банке с водой, опустив в неё радиолампу. Она не утонет, а будет плавать. Для простейшего опыта использована радиолампа – двойной диод 6Х2П.
28.10.2023г