孔明灯原理,城市可以放孔明灯吗?
孔明灯又叫天灯或称文灯。它用白结方纸糊制而成,是根据热气球原理,空气受热膨胀产生的热力升空的。在文昌、万宁、儋州一带,民间至今有扎孔明灯、放天灯的习俗。然而,孔明灯飞行在半空中有可能挂到高压线上,极有可能导致电线短路,严重危及高铁运行安全。 孔明灯可能会引起山火、引发飞机失事、交通意外等。由于风速等不可控制因素的影响,孔明灯如果掉到山林中,可能引发森林火灾;掉到液化气站、加油站等火情严管地带,极有可能引发重大事故。(事实事例也有很多由孔明灯引发的火灾)所以不建议大家放孔明灯呦…
孔明灯为什么会升上高空?
孔明灯“会飞”原因是:燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升,从而排出孔明灯中原有空气,使自身重力变小,空气对它的浮力把它托了起来。
由浮沉条件可知,只有满足:
F浮>G总=G热空气+G灯
即:G灯<F浮-G热空气
时它才能上升,由此可知它的自重(包括外壶燃料的重力)要很轻才能起飞,轻到什么程度呢?
G灯<F浮-G热空气=ρ空气gV排-ρ热空气gV,
G灯<(ρ空气-ρ热空气)gV排,
m灯<(ρ空气-ρ热空气)V排, (1)
空气的密度可由理想气体状态方程得出。
把(2)式代入(1)式可得
可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。
具体数据估算如下:
设当天气温:T空气=300K(27℃);大气压强:1标准大气压,p=1.01325×105Pa;孔明灯容积:V容=V排=0.2m×0.25m×0.4m=2×10-2m3;加热后的空气温度:T热空气=500K(227℃);?空气=0.029kg/mol.代入(3)式得:
在上述条件下孔明灯总质量在9.44g时,当热空气温度升到227℃时上升。
假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3kg,由(3)式变形并代入数据得:
即热空气温度只要升高到88℃,孔明灯即可上升。
仍按上述条件,若孔明灯质量
即m灯≥23.56g,则无论热空气温度升到多高也飞不起来。
由上面分析可知孔明灯要起飞,它的质量不能超过一定值,而且质量越小所需热空气温度越低,也就越容易起飞。
孔明灯根据什么原理?
孔明灯与热气球原理是一致的,都是由于受到了空气的浮力而上升。浮力产生的原因是浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差。
物体在气体中,上下两个面因为在气体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。
气体对物体这个压力差,就是气体对物体的浮力,这个力等于被物体所排开的气体的重力。
还有热气球和飞艇都是如何飞上天的?
每年正月十五,都会有许多人放飞孔明灯用已以祈福保平安,祝愿丰收和幸福。
关于孔明灯的来历有多种说法。流传最广的就是三国时期的诸葛亮被司马懿围困在平阳时,无奈之下用白纸千张和竹篾做成很多灯笼,然后系上求救字条,看好风向就在灯笼口点上松脂。放飞后随风飘去叫来救兵。
由于孔明灯在点燃之后,灯内的空气受热膨胀,造成空气密度变小,从而使得灯笼在空气中受到的浮力逐渐增大。当灯笼受到的浮力超过其本身的重力时,便会慢慢升到空中。
而灯笼升到一定高度之后,由于越往高处空气越稀薄,而灯里所携带的燃料也越来越少,孔明灯在升到一定高度后由于火力减弱,灯内温度降低,就会慢慢地飘落下来。
热气球由法国人罗泽尔和达兰得斯在1783年发明。它的升空原理和中国的孔明灯一样。只不过热气球更大一点并且下面装有吊篮,可以乘坐人员升空。
氢气球是飞艇的前身,1780年,法国化学家布拉克制作了世界上第一只氢气球。氢气球升空的原理类似热气球。只不过是它不是利用热空气来产生浮力,而是利用氢气本身的比重小于空气的比重从而产生浮力使气球升空。
由于氢气在与空气混合,遇到静电火花时会产生燃烧和爆炸,人们就采用比重略大于氢气的氦气来灌装飞艇。因为氦气是惰性气体,不会燃烧和爆炸。但氦气及其昂贵,当时德意志奇柏林公司的一艘“兴登堡”号就充了氢气进行载客飞行。最终在1937年5月6日的一次飞行中,在100米高空发生燃爆。97名乘客有36人遇难。造成一场史上严重的空难。
之后飞艇渐渐淡去,燃油热气球又慢慢兴起。
孔明灯是利用什么原理升空的?
孔明灯,是通过点燃灯内蜡烛后,可以升上天空的天灯,属于中国的民间工艺品。据说是三国时期的诸葛亮发明的,所以被称为孔明灯。
孔明灯可以上升的原理,是利用孔明灯内外的气压差,以及利用大气的浮力将其送上天空。
具体原理说明;孔明灯在点燃之后,孔明灯内的气体就会受热膨胀,这个时候就会有大量的气体由于膨胀被排挤出孔明灯内,导致孔明灯内的气体重量要远远低于孔明灯排出的气体的质量,也就是说这个时候孔明灯受到的浮力就是孔明灯排开的气体的重量,由于浮力大于孔明灯自身重量和孔明灯内的气体的重量总和,所以孔明灯就漂浮起来,升上了天空。
随着孔明灯的燃料用尽,孔明灯就会熄灭,这个时候孔明灯加上孔明灯内气体的重量就会逐渐的与孔明灯排开的气体的重量相接近,甚至是超过孔明灯排开的气体的重量,这个时候孔明灯就会降落下来。