Un'applicazione della legge di Charles è una mongolfiera. Le mongolfiere salgono quando l'aria al loro interno viene riscaldata da una torcia, che fa muovere rapidamente le particelle e quindi disperderle.
La legge di Charles prende il nome da Jacques Charles, che era un aeronauta che viveva nel 1700. Charles ha studiato la relazione tra il volume di gas e la temperatura per aiutare a far salire i palloncini. Charles condusse una serie di questi esperimenti nel 1787, ma non furono mai pubblicati ufficialmente. A Charles è attribuito il primato di stabilire il primo pallone a idrogeno a galla sopra Parigi, in Francia, nel 1783. In onore dei suoi successi, Charles 'Law porta il suo nome. La legge di Charles spiega che il volume di gas in una data area aumenta con il riscaldamento di un gas e la sua pressione rimane costante. Allo stesso modo, la legge di Charles afferma che una diminuzione della temperatura si traduce in una diminuzione del gas.
Applicazioni della legge di Charles
Le mongolfiere, che si basano su combustibili riscaldati per aumentare, sono un'applicazione della legge di Charles. Quando le particelle di gas in una mongolfiera vengono riscaldate, si espandono e si muovono più velocemente, il che significa che i gas si espandono e occupano più spazio. Questo aumento di attività crea l'energia che i palloncini hanno bisogno di sollevarsi da terra mentre i palloncini diventano meno densi rispetto all'aria che li circonda. La diminuzione della densità del palloncino fa sì che galleggi, e al contrario, un aumento della densità del pallone porta ad esso deflazione e ritorno a terra.
Composizione mongolfiera
La maggior parte delle mongolfiere sono fatte di nylon. Questo tessuto è leggero ed è generalmente rinforzato con poliuretano, che rende i palloncini ermetici e li aiuta a proteggerli dai raggi ultravioletti (UV) dannosi del sole. Le mongolfiere salgono quando l'aria nella borsa di nylon, o busta, viene riscaldata. I palloncini scendono quando l'aria dalla busta viene espulsa dall'alto. I palloncini hanno una costruzione relativamente semplice. Sono gestiti usando solo un altimetro che misura l'altitudine, un misuratore di temperatura e un inviluppo del rateo di salita. Le mongolfiere hanno dimensioni variabili. I palloncini sportivi, che sono la varietà più diffusa e popolare, hanno un diametro di 55 piedi e sono alti circa 70 piedi, che equivalgono a circa sette piani. Palloncini sportivi sono realizzati con circa 1.075 metri quadrati di nylon. Questo si traduce in oltre tre miglia di tessuto di nylon. Circa un mezzo miglio di materiale rinforzato viene utilizzato per tenere insieme le buste in modo sicuro. I palloncini sportivi, quando gonfiati, possono contenere oltre 62.000 staia di mele e poco meno di 580.000 litri d'acqua. Le mongolfiere possono trasportare da tre a quattro persone.
Come funzionano le mongolfiere I palloncini sono accesi con gas propano liquido o GPL. Le loro riserve di carburante sono divise tra due serbatoi o tre serbatoi. I palloncini con due carri armati trasportano 40 galloni di carburante, che è diviso tra due serbatoi da 20 galloni. Palloncini più piccoli trasportano 30 galloni di GPL, che è distribuito tra tre serbatoi che trasportano 10 galloni ciascuno. Il propano è scelto come combustibile perché brucia in modo rapido ed efficiente, ma è anche prevedibile e stabile. I palloncini trasportano il GPL in forma liquida e il GPL viene alimentato attraverso i tubi per accendere i palloncini. Per un tempo di volo compreso tra 45 minuti e un'ora, i palloncini bruceranno circa da 20 a 30 galloni di carburante. Per motivi di sicurezza, molti palloni sono dotati anche di un sistema di alimentazione indipendente in grado di far funzionare il pallone se l'impianto di alimentazione primaria si esaurisce o non funziona.
