熱氣球原理

使“熱氣球”升降的力只能用以下兩種原理來解釋。
一、流體動力學(xué)原理：
從“火風(fēng)車”實(shí)驗(yàn)中我們不難看到,火的上方有一股上升的氣流。就是這股氣流使“火風(fēng)車”轉(zhuǎn)動起來。我們不訪做一個實(shí)驗(yàn)，用透明塑料薄膜做成一個直徑大約600mm，高大約750mm的孔明燈，在孔明燈正下方開口處點(diǎn)燃一盞酒精燈，酒精燈周圍點(diǎn)上幾根蚊香，給孔明燈內(nèi)注入白色的煙霧，可以看出煙霧在孔明燈內(nèi)形成了對流（如圖所示），火焰正上方煙霧向上流動速度較大，而且火焰越大，流速也越大。遠(yuǎn)離火焰的周邊區(qū)域，煙霧湍流的速度較小。由此可見，上升氣流對孔明燈頂部產(chǎn)生了流體動力作用。這個力的大小與流體的質(zhì)量和流速有關(guān)，而流速又與火焰的大小有關(guān)（熱氣球就是利用火的大小來控制升降的）。實(shí)驗(yàn)表明，孔明燈周邊有氣體流出，但發(fā)現(xiàn)火焰下方也有空氣流進(jìn)孔明燈內(nèi)，在補(bǔ)充外流空氣的同時，也補(bǔ)充了火焰燃燒所需要的氧氣。
二、分子動量原理：
分子運(yùn)動的動量
P=mv,對物體產(chǎn)生的作用力F=（P1-P0）/t。在單位時間內(nèi)，作用力的大小與沖量（動量差）有關(guān)，沖量越大，作用力也越大。動量的大小又與分子的質(zhì)量和分子運(yùn)動速度大小有關(guān)。分子質(zhì)量越大、運(yùn)動速度越大，分子動量也越大。由此可見，孔明燈中有一定量的二氧化碳時，由于二氧化碳的分子量比空氣的平均分子量大，所以上升力會明顯增大。
阿基米德原理中的“浮力”，實(shí)值上是浸沒在靜止流體中的物體上下表面所受到的壓力差產(chǎn)生的，是屬于流體靜態(tài)力學(xué)。“熱氣球”和“孔明燈”的升降原理，應(yīng)該用“流體動力學(xué)”來解釋。