Charlier

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. marts 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Charliere ( fr.  charlière ) er en ballon fyldt med brint , helium eller andre gasser, der er lettere end luft . Opkaldt efter den franske videnskabsmand og opfinder Jacques Alexandre Cesar Charles . En ballon med et volumen på 25 m³ lavede sin første flyvning den 27. august 1783 med en skare på 300 tusinde tilskuere på Champ de Mars i Paris . Den første flyvning af Charliere med en besætning ( J. A. S. Charles og M. N. Robert ) fandt sted den 1. december 1783 i Paris. Den franske fysikprofessor Jacques Charles mente, at røgfyldt luft ikke er den bedste løsning, fordi varm luft, der køles ned, mister løft , hvilket ikke kan siges om brint, da det i starten er lettere end luft. Jacques Charles brugte en let silkeklud gennemvædet i en opløsning af gummi i terpentin som en skal, der var i stand til at holde på flygtig gas i lang tid.

Fyldning

For at charlieren kan stige op i luften, skal gassen være lettere end luft. Ved en given temperatur og tryk er densiteten af ​​en gas proportional med molekylvægten . For at en gas skal være lettere end luft, skal dens molekylvægt være under 28,97. Bæreevnen er proportional med forskellen mellem 28,97 og gassens molekylvægt. Der er få stoffer med en molekylvægt under 29 og gasformige ved stuetemperatur:

Derudover foreslås det at bruge vanddamp som fyldstoffer, og tidligere har man brugt lysgas (en blanding af metan, brint og kulilte). Baseret på egenskaberne af gasser beskrevet ovenfor er helium den mest foretrukne og udbredte. Brint, ammoniak eller metan kan kun bruges til ubemandede balloner, og deres fyldning med gas skal ske i et åbent område, væk fra ild- eller elektricitetskilder, ved hjælp af jordforbindelse af alt udstyr. Neon kræver ingen forholdsregler - ligesom helium er det absolut sikkert.

Luftlift

Forudsat at temperaturerne på fyldgassen og det omgivende gasformige medium - luft - er de samme, kan charlierens luftløftekraft udtrykkes med formlen:

, Her  er løftekraften i kilogram pr. 1 m³ (også g/l) af påfyldningsgassen i forhold til luft under normale forhold . — luftens gennemsnitlige molekylvægt, g/mol,  er den gennemsnitlige molekylvægt af fyldgassen, g/mol, — molvolumen af ​​enhver gas under normale forhold, l/mol. Charlier løftekraft pr. 1 m³ påfyldningsgas under normale forhold
gaspåfyldning
_
Kemisk
formel
Molekylvægt
_
Løftekraft
(kg/m³)
Brint H2 _ 2 1,204
Helium Han fire 1,115
Metan CH 4 16 0,579
Ammoniak NH3 _ 17 0,534
Nitrogen N 2 28 0,043

Når temperaturen og trykket af atmosfærisk luft og fyldgas er ens, og så længe charlierens skal indeholder hele den oprindelige mængde fyldstof, afhænger apparatets løftekraft ikke af atmosfæriske forhold, da når de afviger fra det normale , forholdet mellem luft- og fyldstofdensiteter forbliver konstant, og forskellen i vægten af ​​fyldstoffet og den luft, der fortrænges af det, ændres ikke. Således, hvis løftekraften overstiger vægten af ​​skallen, rigningen og nyttelasten af ​​charlieren, vil den stige uendeligt. Dette kan være begrænset af følgende årsager:

  1. besætningen frigiver en del af fyldstoffet fra skallen, eller efter at have udvidet sig på grund af et fald i atmosfærisk tryk, strømmer det delvist ud gennem skallens nedre hals;
  2. en forseglet, elastisk skal (for eksempel en babyballon fyldt med helium eller en vejrballon ), der strækker sig, når fyldstoffet udvider sig, udøver yderligere tryk på det, som et resultat af, at det udvider sig i mindre grad end atmosfærisk luft, og forskellen i tætheden af ​​fyldstoffet og luften, og derfor, og løftekraften af ​​charlieren falder;
  3. i de øvre lag af atmosfæren, hvori stratostaterne stiger op , ændres luftens molekylære sammensætning: andelen af ​​tungere fraktioner, hovedsageligt ilt, falder. Som et resultat falder luftens gennemsnitlige molekylvægt, hvilket fører til et fald i stratostatens løftekraft.

Se også

Noter

  1. Tegning fra Brockhaus og Efrons Encyclopedic Dictionary, 1890-1907
  2. Ministere du Commerce de L'Industrie des Postes et des Telegraphes. Udstilling Universelle Internationale de 1900 i Paris. Concours Internationaux D'Exercices Physiques et de Sports. Rapports udgiver Sous La Direction de M.D. Merillon  (fransk) . - Paris: Imprimerie Nationale, 1902. - S. 178, 250-275.

Links