氦浮选
氦气球工作同样的定律浮力。在这种情况下,你持有的氦气球一个字符串是漂浮在空中的“池”(当你站在水下一个游泳池的底部,你是站在一个“水池”也许10英尺深,当你站在一个开放的领域你站在底部的“空气池”的许多英里深的地方)。氦气球取代了一个数量的空气(就像空瓶子排开水量)。只要氦加上它取代的气球比空气轻,气球会漂浮在空中。
事实证明,氦气比空气轻很多。不同的是水和空气之间的不一样大(一公升的水重约1000克,而升的空气重约1克),但它是重要的。氦重0.1785克每升。氮重1.2506克每升,由于氮约占80%的我们呼吸的空气,1.25克是一个很好的近似为一升空气的重量。
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因此,如果你是来填补1升瓶苏打水充满氦气,瓶子将重约1克不到同样的瓶子装满了空气。这听起来并不多——瓶子本身重量超过一克,所以它不会浮动。18新利最新登入然而,大量的空气和氦1-gram-per-liter区别真的可以增加。这就解释了为什么飞艇和气球一般都相当大,他们必须取代大量的空气漂浮。下面的图显示了不同18新利最新登入起重能力不同量的氦:
一个100英尺直径的气球能举起33000磅。这里是如何算出的18新利最新登入起重能力氦气球的氦气球:
- 确定气球的体积。球的体积是4/3 *π* r3r是气球的半径。首先确定球的半径(半径是直径的一半)。立方体半径(乘以本身两次:* r * r),乘以4/3然后乘以π。如果你测量你的气球在脚,给你体积立方英尺的气球。
- 一立方英尺的氦将提高约28.2克,所以气球的体积乘以28.2。
- 除以448英镑的克数来确定磅它能举起的数量。
例如,一个20英尺的气球有10英尺半径。10 * 10 * 10 * 3.14 * 4/3 = 4186立方英尺的体积。4186立方英尺* 28.2克/立方英尺= 118064克。118064克/ 448克每磅= 263磅的提升力。
虽然不习惯了,氢气的气球曾经很受欢迎。氢仅重0.08988克每升。18新利最新登入然而,它是高度易燃,所以丝毫的火花会导致一个巨大的爆炸。
所以为什么氦和氢比空气轻多少?因为氢和氦原子比氮原子更轻。他们有更少的电子,质子和中子比氮原子,这使它们更轻(近似原子氢的重量是1,氦是4和氮是14)。大约相同数量的每一种元素的原子填充大约相同数量的空间。因此,由较轻的原子气体打火机。