Thermodynamik und Heißluftballon?
Hallo, ich halte demnächst eine Jahresarbeit und es ist wichtig erklären zu können was die Thermodynamik mit dem Heißluftballon zutun hat.
4 Antworten
Zunächst "schwebt" der Ballon in der Atmosphäre gemäß dem archimedischen Prinzip (Auftrieb). Das hat noch nichts mit Thermodynamik (TD) zu tun, das ist noch Mechanik.
Die TD kommt da ins Spiel, wo die Luft im Ballon erhitzt wird und sich ausdehnt. Man muss dann entsprechend der Temp. im Innern des Ballons die Dichte der Luft nach dem idealen Gasgesetz berechnen. Aus der Differenz der Dichten innen/außen sowie dem Ballonvolumen kann man dann den Auftrieb in kN berechnen.
Ergänzung:
Weiter Vorgänge aus der TD sind:
- Wärmeverlust an der Ballonwand
- Umwandeln der chem. Energie des Gases in Innere Energie der Verbrennungsgase
- Mischen der heißen Verbrennungsgase mit dem Inhalt des Ballons
Schau dir mal die Wortherkunft von "Thermodynamik" an, besonders den ersten Bestandteil.
Überleg dir, was "heiß" bedeutet.
Mit Thermodynamik im umfassenden Sinn hat das nicht so viel zu tun.
Das ist einfach die "simple" Physik des Auftriebs.
Die Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft des verdrängten Mediums.
Die Hülle des Heissluftballons verdrängt (relativ kalte) Luft, deren Gewicht entspricht dem Auftrieb. Gegen den Auftrieb wirken das Eigengewicht des Ballons, des Korbs und der Passagiere. Und das relativ kleine Gewicht der erhitzten, weniger dichten Luft in der Hülle.
Kannst du das noch präzisieren? Eher in Richtung Thermik der Atmosphäre oder warum der Ballon grundsätzlich fliegt?