Charlier

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 7 martie 2022; verificările necesită 2 modificări .

Charliere ( fr. charlière ) este un balon plin cu hidrogen , heliu sau alte gaze mai ușoare decât aerul . Numit după omul de știință și inventatorul francez Jacques Alexandre Cesar Charles . Un balon cu un volum de 25 m³ a efectuat primul zbor pe 27 august 1783, cu o mulțime de 300 de mii de spectatori pe Champ de Mars din Paris . Primul zbor al Charliere cu un echipaj ( J. A. S. Charles și M. N. Robert ) a avut loc la 1 decembrie 1783 la Paris. Profesorul francez de fizică Jacques Charles credea că aerul fumuriu nu este cea mai bună soluție, deoarece aerul cald, răcindu-se, își pierde portanța , ceea ce nu se poate spune despre hidrogen, deoarece este inițial mai ușor decât aerul. Jacques Charles a folosit o cârpă ușoară de mătase înmuiată într-o soluție de cauciuc în terebentină ca o coajă capabilă să rețină gaz volatil pentru o lungă perioadă de timp.

Umplere

Pentru ca charlierul să se ridice în aer, gazul trebuie să fie mai ușor decât aerul. La o anumită temperatură și presiune , densitatea unui gaz este proporțională cu greutatea moleculară . Pentru ca un gaz să fie mai ușor decât aerul, greutatea sa moleculară trebuie să fie sub 28,97. Capacitatea de transport este proporțională cu diferența dintre 28,97 și greutatea moleculară a gazului. Există puține substanțe cu o greutate moleculară sub 29 și gazoase la temperatura camerei:

Hidrogen . Greutate moleculară 2. Capacitate mare de încărcare (1,204 kg/m³), inofensiv, ieftin, dar inflamabil și exploziv. Folosit pe scară largă pentru charliers fără pilot.
Heliu . Greutate moleculară 4. Capacitate mare de încărcare (1.115 kg/m³), inofensiv, sigur, dar scump. Folosit pe scară largă pentru charlieri cu echipaj.
Neon . Greutate moleculară 20. Inofensiv, sigur, dar mai scump decât heliul, iar datorită greutății atomice mari, capacitatea de transport este de trei ori mai mică decât cea a hidrogenului (0,400 kg/m³). Utilizare limitată.
metan . Greutate moleculară 16. Toxicitate scăzută, ieftin, dar inflamabil și exploziv. Utilizare limitată.
amoniac . Greutate moleculară 17. Înțepător, otrăvitor, ușor inflamabil, relativ ieftin și ușor disponibil. Utilizare limitată pentru baloane meteorologice .
Fluorura de hidrogen (HF). Greutate moleculară 21. Extrem de toxic (concentrație letală - sutimi de procent; în concentrații mai mici provoacă arsuri la nivelul pielii și organelor respiratorii). Agresiv din punct de vedere chimic (va arde prin aproape orice coajă). Nu se aplică.
Acetilenă ( C2H2 ) . _ Greutate moleculară 26. Extrem de inflamabil și exploziv. Nu se aplică.
Diboran ( B2H6 ) . _ Greutate moleculară 27,6. Instabil în aer, cu autoaprindere. Nu se aplică.
Azot . Greutate moleculară 28. Capacitate de încărcare inofensivă, ieftină, dar neglijabilă (0,043 kg/m³). Nu se aplică.
Etilenă ( C2H4 ) . _ Greutate moleculară 28. Pericol de incendiu și explozie. Nu se aplică din același motiv ca azotul.
Monoxid de carbon (CO). Greutate moleculară 28. Combustibil și extrem de toxic. Nu se aplică din același motiv ca azotul.

În plus, se propune utilizarea vaporilor de apă ca materiale de umplere, iar în trecut se folosea gaz de iluminat (un amestec de metan, hidrogen și monoxid de carbon). Pe baza proprietăților gazelor descrise mai sus, heliul este cel mai preferat și utilizat pe scară largă. Hidrogenul, amoniacul sau metanul pot fi folosite doar pentru baloanele fără pilot, iar umplerea acestora cu gaz trebuie să se facă într-o zonă deschisă, departe de sursele de incendiu sau energie electrică, folosind împământarea tuturor echipamentelor. Neonul nu necesită măsuri de precauție - precum heliul, este absolut sigur.

Lift aerian

Presupunând că temperaturile gazului de umplere și ale mediului gazos din jur - aer - sunt aceleași, forța de ridicare a aerului a charlierului poate fi exprimată prin formula:

F={\frac {28,97-M}{22,4}}

, Iată forța de ridicare în kilograme pe 1 m³ (de asemenea, g/l) a gazului de umplere în raport cu aerul în condiții normale .

F

28,97

— greutatea moleculară medie a aerului, g/mol;

M

este greutatea moleculară medie a gazului de umplere, g/mol,

22.4

— volumul molar al oricărui gaz în condiții normale, l/mol. Forța de ridicare Charlier per 1 m³ de gaz de umplere în condiții normale

umplere cu gaz	Formula chimică	Greutatea moleculară	Forța de ridicare (kg/m³)
Hidrogen	H2 _	2	1.204
Heliu	El	patru	1.115
Metan	CH 4	16	0,579
Amoniac	NH3 _	17	0,534
Azot	N 2	28	0,043

Când temperatura și presiunea aerului atmosferic și a gazului de umplere sunt egale și atâta timp cât carcasa charlierului conține întreaga cantitate inițială de umplutură, forța de ridicare a aparatului nu depinde de condițiile atmosferice, deoarece atunci când acestea se abat de la normal , raportul dintre densitățile de aer și de umplutură rămâne constant, iar diferența dintre greutățile umpluturii și aerul deplasat de acesta nu se modifică. Astfel, dacă forța de ridicare depășește greutatea carcasei, a tachetului și a sarcinii utile a charlierului, aceasta va crește la infinit. Acest lucru poate fi limitat din următoarele motive:

echipajul eliberează o parte a umpluturii din carcasă sau, după ce sa extins din cauza scăderii presiunii atmosferice, curge parțial prin gâtul inferior al carcasei;
o carcasă elastică etanșă (de exemplu, un balon pentru bebeluși umplut cu heliu sau un balon meteorologic ), care se întinde atunci când umplutura se extinde, exercită o presiune suplimentară asupra acesteia, ca urmare a căreia se extinde într-o măsură mai mică decât aerul atmosferic și diferența de densitate a umpluturii și a aerului și, prin urmare, și forța de ridicare a charlierului scade;
în straturile superioare ale atmosferei, în care se ridică stratostate , compoziția moleculară a aerului se modifică: proporția fracțiilor mai grele, în principal oxigen, scade. Ca urmare, greutatea moleculară medie a aerului scade, ceea ce duce la o scădere a forței de ridicare a stratostatului.

Vezi și

Balon cu aer cald

Note

↑ Desen din Dicționarul Enciclopedic al lui Brockhaus și Efron, 1890-1907
↑ Ministere du Commerce de L'Industrie des Postes et des Telegraphes. Expoziţia Universală Internaţională din 1900 la Paris. Concurs Internațional de Exerciții Fizice și Sportive. Rapports Publies Sous La Direction de M.D. Merillon (franceză) . - Paris: Imprimerie Nationale, 1902. - S. 178, 250-275.

Link -uri

Câmpul de lansare a balonului cu gaz Gladbeck
Stratocat _
Preston şi colab. Determinarea vânturilor lui Venus prin urmărirea radio la sol a baloanelor VEGA (engleză) // Science : journal. - 1986. - Vol. 231 , nr. 4744 . - P. 1414-1416 . - doi : 10.1126/science.231.4744.1414 . - Cod biblic . — PMID 17748082 .

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4504154-4

Avioane
Planificatori	Planor planor cu motor deltaplan deltaplan tricicletă Parapanta parapanta parapanta cu motor
Cu aripi rotative	Autogir Elicopter Rucsac pentru elicopter aeronave cu giratori elicopter tiltrotor multicopter Sincropter
Aerostatic	Balon charliere balon cu aer cald mai roz balon stratosferic Dirijabil
Aerodinamic	Avion Hidroavion submarin zburător planor cu gondolă Ekranoplan ( Ekranolet )
Dinamica rachetei	avion rachetă jetpack Martin Jetpack Grifon rachetă de croazieră
Alte	Ornitopter Om musculos ciclocopter