میزان حجم گاز و تعداد بادکنک هلیومی مورد نیاز برای بلند کردن یک جسم

۷ مرداد ۱۳۹۴ ۰۱:۵۷:۴۵ ب.ظ

با توجه به سوالات متعدد و درخواست راهنمایی در این خصوص ، لازم می دانیم که توضیحات تکمیلی در این خصوص را در اختیار کسانی که ممکن است چنین سوال مشابهی داشته باشند، قرار دهیم.

به عنوان مثال فرض کنید که شما وزنه ای به جرم m را می خواهید با بادکنک هلیوم در هوا شناور سازید. برای این کار می خواهیم از بادکنک هایی با حجم معلوم را با گاز هلیوم پر کرده و به جسم وصل کنیم تا درون هوا معلق شود ولی نمی دانیم  متناسب با وزن جسم، به چه تعداد بادکنک و چه میزان حجم گاز هلیوم نیاز داریم. در زیر به نحوه محاسبه متناسب به وزن جسم و حجم بادکنک می پردازیم.

طبق محاسبات انجام شده با توجه به چگالی گاز هلیوم، چگالی هوا و میزان نیرو لازم برای شناوری جسم مورد نظر،1 متر مکعب گاز هلیوم می تواند 10.9 نیوتن وزن را بلند کند. حال باید محاسبه شود که برای جرم m، چه حجم گاز مورد نیاز است.

به عنوان مثال، می توانیم یک وزنه 1 کیلویی (برابر با 10 نیوتن) را در نظر بگیریم. حال میزان حجم گاز مورد نیاز برای شناورسازی جسم با وزن 10 نیوتن برابر با 0.91 مترمکعب می باشد. حال باید محاسبه شود که این حجم گاز در چه تعداد بادکنک قرار می گیرد. حجم یک بادکنک با قطر 30 cm در حالتی که به صورت کامل پر شود برابر با 0.0141 متر مکعب خواهد بود. حال کافی است برای محاسبه تعداد بادکنک مورد نظر، حجم کل گاز مورد نیاز را به حجم بادکنک تقسیم کرد ( یعنی 0.91/0.0141). عدد حاصله برای این مثال خاص برابر با 65 خواهد بود. یعنی حدود 65 عدد بادکنک با قطر 30 cm  پر شده به صورت کامل با گاز هلیوم مورد نیاز است تا یک وزنه 1 کیلویی از زمین بلند شود و به صورت شناور درآید.