Ποιος είναι ο μετασχηματισμός ενέργειας ενός καυτού ballom;
1. Χημική ενέργεια για θερμική ενέργεια:
* καύση καυσίμου: Ο καυστήρας στο μπαλόνι θερμαίνει τον αέρα μέσα. Αυτή είναι η κύρια πηγή ενέργειας.
* καύση: Το καύσιμο (το προπάνιο είναι κοινό) αντιδρά με οξυγόνο, απελευθερώνοντας χημική ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Αυτή είναι η διαδικασία καύσης.
2. Θερμική ενέργεια στη μηχανική ενέργεια:
* αέρας θέρμανσης: Η θερμότητα από τον καυστήρα αυξάνει τη θερμοκρασία του αέρα μέσα στο μπαλόνι.
* επέκταση: Ο ζεστός αέρας επεκτείνεται. Δεδομένου ότι το μπαλόνι είναι σφραγισμένο, η επέκταση προκαλεί την αύξηση της πίεσης του αέρα.
* Πλευρία: Η διαφορά στην πυκνότητα μεταξύ του ζεστού αέρα μέσα στο μπαλόνι και ο πιο δροσερός αέρας δημιουργεί μια ανοδική δύναμη που ονομάζεται πλευστότητα. Αυτή είναι η δύναμη που σηκώνει το μπαλόνι.
3. Μηχανική ενέργεια για κινητική ενέργεια:
* Αύξηση: Η δύναμη πλευστότητας ξεπερνά το βάρος του μπαλονιού και το μπαλόνι αρχίζει να ανεβαίνει. Αυτή είναι η μετατροπή της δυνητικής ενέργειας (λόγω του ύψους) στην κινητική ενέργεια (κίνηση).
4. Διάρκεια ενέργειας:
* Απώλεια θερμότητας: Κάποια από τη θερμότητα που παράγεται από τον καυστήρα χάνεται στον περιβάλλοντα αέρα.
* τριβή: Το μπαλόνι βιώνει τριβή με τον αέρα καθώς κινείται, μετατρέποντας μέρος της κινητικής του ενέργειας σε θερμότητα.
Συνολικά: Οι κύριοι μετασχηματισμοί ενέργειας σε ένα μπαλόνι ζεστού αέρα είναι:
* Χημική ενέργεια (καύσιμο) → Θερμική ενέργεια (ζεστός αέρας) → Μηχανική ενέργεια (άνωση) → Κινητική ενέργεια (κίνηση)
Σημαντική σημείωση: Ένα μπαλόνι ζεστού αέρα δεν μετατρέπει άμεσα τη θερμική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια με τον ίδιο τρόπο που κάνει μια ατμομηχανή. Η δυναμική δύναμη είναι το αποτέλεσμα μιας διαφοράς πυκνότητας, όχι μιας άμεσης μετατροπής.
