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热气球的制作

时间:2010-07-10 06:49 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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热气球稳定上升必须满足两个条件:一是气球所受的浮力必须大于球内热空气的重G1、球体外壳的重G2与球体所带负载的重G3三者之和;二是空气浮力作用中心应在整个热气球重心的上方,使热气球在升空发生倾斜时,浮力与重力能产生一个纠正倾斜的恢复力矩。

对于一定体积的热气球,实现以上条件的可行办法:一是通过提高球内热空气温度,使G1减小;二是选用强度大、厚度薄、耐高温的材料制作热气球外壳;三是选择热气球形状,并将负载悬于气球下方。

工具与材料:电烙铁(25瓦),剪刀。耐高温、高强度的塑料薄膜,漆包线,废牙膏壳,无水酒精,细线,脱脂棉,塑料薄膜袋(V>0.5米3),胶带布。

活动过程

一、圆柱形热气球的制作与放飞

1.用胶带布把直径为0.4毫米的漆包线固定在大容量、高强度的塑料薄膜袋的开口边缘处,使漆包线绕塑料袋开口一圈并弯成圆形。

2.取2根直径为0.2毫米的漆包线,将它们在中间绞合成“十”字形,并弯成圆弧状。每根漆包线的两端各弯一个小钩,装在塑料袋开口处的漆包线圆圈上(图1-1-14-1)。
 

3.拎着塑料袋底,使塑料袋开口朝下放置。将一团脱脂棉固定在漆包线的十字交叉处,把棉团浸透酒精后点燃,观察现象。

发现塑料袋逐渐膨胀直至徐徐上升,可升至数十米高,待酒精燃完后又自行降落。

二、瓢形热气球的制作与放飞

  1.按图1-1-14-2所标尺寸画张纸样。

 

2.依纸样将耐高温、高强度的塑料薄膜裁剪成6块(注意:裁剪时需放出5毫米烫缝)。

3.用25瓦电烙铁把6块薄膜烫接成球体。烫接时,将2块薄膜对齐,下面垫粗布,上面覆盖一张耐烫纸,使烫缝成平滑的弧线,剪去多余的边角后,把烫缝折合再烫一次,以增加牢度。

4.将直径为0.4毫米的漆包线围成与热气球口直径相同的圆圈,用胶带布固定在气球口边缘处。

5.剪取废牙膏壳的下部(长约3.5厘米),把它扩展为圆筒状,在管口处剪几个缺口,使管口处的口径变小些,做成一简易燃烧器。为使燃烧器有较高的效率,可在其上部再开两排(10~12个)直径为0.3厘米的小孔(图1-1-14-3)。

6.用3段直径为0.2毫米的漆包线把简易燃烧器悬于热气球下方,在燃烧器内放些脱脂棉,并注入约5毫升的无水酒精(图1-1-14-4)。

7.使热气球的口朝下,尽可能张开。点燃脱脂棉,加热气球内空气,观察现象。

发现气球会慢慢鼓起,徐徐升向空中,可升至上百米高(腾空时间达数分钟之久)。

说明与延伸

1.对于一定体积的热气球,当外界气压基本不变时,球内气体的密度与热力学温度成反比,即

热气球内的空气在温度升高时,密度将减小,从而使它的质量和所受到的重力也随着减小。

2.合理设计气球的形状与结构,减少自重,去除不必要的负荷是热气球制作成败的关键。

瓢形热气球虽制作工艺复杂,但在表面积相同的几何体中,其体积较大、重心较低,且在球口加热时能使球内各处气体迅速回流,减少地面加热时间,因而放飞效果较好。

3.热气球放飞最好在空旷处进行,并应在热气球的燃烧器底部系一控制细线,以防止意外事故发生,且利于回收热气球。


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