Γιατί αυξάνεται ένα μπαλόνι ζεστού αέρα όταν το εσωτερικό του θερμαίνεται;

Όταν ο αέρας μέσα σε ένα μπαλόνι ζεστού αέρα θερμαίνεται, επεκτείνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια του αέρα κινούνται ταχύτερα όταν θερμαίνονται και έτσι παίρνουν περισσότερο χώρο. Καθώς ο αέρας επεκτείνεται, γίνεται λιγότερο πυκνό από τον πιο δροσερό αέρα έξω από το μπαλόνι. Αυτή η διαφορά στην πυκνότητα δημιουργεί μια δύναμη που ονομάζεται πλευστότητα, η οποία ωθεί το μπαλόνι προς τα πάνω.

Η πλευστότητα είναι μια δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο που είναι εν μέρει ή πλήρως βυθισμένο σε υγρό. Το μέγεθος της δυνητικής δύναμης είναι ίσο με το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται από το αντικείμενο. Στην περίπτωση ενός μπαλονιού ζεστού αέρα, το εκτοπισμένο υγρό είναι ο πιο δροσερός αέρας έξω από το μπαλόνι.

Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στην πυκνότητα μεταξύ του αέρα μέσα και έξω από το μπαλόνι, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η δύναμη πλευστότητας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μπαλόνια ζεστού αέρα αυξάνονται πιο γρήγορα όταν η διαφορά θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερη.

Εκτός από τη διαφορά στην πυκνότητα, το σχήμα ενός μπαλονιού ζεστού αέρα συμβάλλει επίσης στην ικανότητά του να αυξηθεί. Το μπαλόνι έχει σχήμα σφαίρας, που είναι το πιο αεροδυναμικό σχήμα. Αυτό σημαίνει ότι το μπαλόνι βιώνει λιγότερη οπισθέλκουσα καθώς κινείται στον αέρα.

Ο συνδυασμός της πλευστότητας και του αεροδυναμικού σχεδιασμού επιτρέπει στα μπαλόνια του ζεστού αέρα να ανεβαίνουν στον ουρανό.