Welche auftriebskraft hat Helium und Wasserstoff?
Mir geht es um Lasten zu heben und bräuchte diesbezüglich Formeln. Ich gehe davon aus, dass die Höhe bzw. luftdruck relevant ist. Natürlich wird auch die Menge etwas ausmachen.
2 Antworten
Auftriebskraft Fa =ρ x V x g
ρ= Dichte des umgebenden Mediums
V= Volumen des auftreibenden Körpers (bzw.verdrängtes Medium)
g= Erdbeschleunigung
Die Steigkraft (Fst) erhält man durch Abzug der Gewichtskraft des auftreibenden Körpers (Fg) von Fa. Fa= m x g (m= Masse des Körpers)
m= ρ* x V (ρ* = Dichte des auftreibenden Körpers)
Fst = Fa -Fg = (ρ* x V x g) - (ρ x V x g) = V x g x (ρ*-ρ)
Die Dichtedifferenz (ρ*-ρ) kann man auch als Quotient von Molmassendifferenz und Molvolumen darstellen. Das Molvolumen von Gasen ist ungefähr gleich (~22.4l/mol bei Standardbedingungen). Z.B. bei Luft und H2 wäre (ρ*-ρ) = (28.8-2)/22.4
Die Steigkraft nimmt mit zunehmender Höhe ab, weil der Luftdruck sinkt (und damit die Dichte). Daten dazu findet man im Internet über den Suchbegriff "Luftdichtegradient", "vertikaler Luftdruckgradient", "barometrische Höhenformel " und auch "atmosphärischer Temperaturgradient".
Man kann mit diesen Daten dann über pV=nRT auch das Molvolumen in jeder beliebigen Höhe bestimmen oder mit der barometrischen Höhenformel verknüpfen....
Mit einem Kubikmeter Wasserstoff lässt sich ein statischer Auftrieb von 1,203 kg, mit einem Kubikmeter Helium ein Auftrieb von 1,1145 kg erzeugen; diese Werte gelten jedoch nur unter Normalbedingungen (Meereshöhe) In einiger Höhe herrscht ein geringerer Luftdruck, was für gleiche Auftriebskraft ein größeres Traggasvolumen (bei jedoch gleicher Traggasmasse) erfordert.