يحتوي منطاد الهواء الساخن على حجم ثابت من الغاز، عندما يُسخّن الغاز يتمدد ويطرد بعض الغاز خارجا من النهاية السفلى المفتوحة، لذلك تنخفض كتلة الغاز في المنطاد. فلماذا ينبغي أن يكون الغاز في المنطاد أكثر سخونة لرفع حمولة من~؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
يكون الضغط الجوي منخفضا عند الارتفاعات العالية؛ لذا فإن كتلة حجم المائع المزاح بمنطاد له الحجم نفسه تكون أقل عند الارتفاعات الكبيرة. وللحصول على قوة الطفو نفسها عند الارتفاعات الكبيرة ينبغي للمنطاد أن ينفث غازا أكثر، وهذا يتطلب درجة حرارة أكبر.
لفهم سبب الحاجة إلى تسخين الغاز في المنطاد بشكل أكبر لرفع حمولة أكبر على ارتفاعات عالية، يجب أن نفهم العلاقة بين الضغط الجوي، وكثافة الهواء، وقوة الطفو.
- الضغط الجوي والكثافة: كلما ارتفعنا في الغلاف الجوي، يقل الضغط الجوي. هذا يعني أن عدد جزيئات الهواء فوقنا يقل. وبما أن الضغط يتناسب طرديًا مع عدد الجزيئات، فإن كثافة الهواء تقل أيضًا مع الارتفاع. تخيل أن لديك نفس عدد البالونات، ولكنك وزعتها على مساحة أكبر؛ ستصبح البالونات متباعدة، وهذا ما يحدث لجزيئات الهواء مع الارتفاع.
- قوة الطفو: يعتمد مبدأ عمل منطاد الهواء الساخن على قوة الطفو. قوة الطفو هي القوة التي تدفع جسمًا لأعلى في مائع (مثل الهواء). هذه القوة تساوي وزن المائع (الهواء) الذي يزيحه الجسم (المنطاد). بمعنى آخر، المنطاد يرتفع لأن الهواء المحيط به أثقل من المنطاد نفسه (بما في ذلك الغاز الساخن والحمولة).
- الحمولة والارتفاع:
- عند مستوى سطح البحر، يكون الضغط الجوي مرتفعًا، وبالتالي كثافة الهواء عالية. لذلك، يزيح المنطاد حجمًا معينًا من الهواء ذي وزن كبير، مما يوفر قوة طفو كافية لرفع حمولة معينة.
- عند الارتفاعات العالية، يكون الضغط الجوي منخفضًا، وكثافة الهواء أقل. هذا يعني أن نفس حجم المنطاد يزيح الآن هواءً أخف وزنًا. وبالتالي، تقل قوة الطفو.
- لتعويض هذا الانخفاض في قوة الطفو والحفاظ على القدرة على رفع نفس الحمولة (أو حمولة أكبر)، يجب أن نجعل الغاز داخل المنطاد أكثر سخونة.
- التسخين والتمدد: عندما نسخن الغاز داخل المنطاد، يتمدد. التمدد يعني أن الغاز يشغل حجمًا أكبر. ولكن، بما أن حجم المنطاد ثابت، فإن بعض الغاز يخرج من الفتحة السفلية. هذا يقلل من كتلة الغاز داخل المنطاد. ولكن الأهم من ذلك، أن الغاز الساخن الأقل كتلة يزيح حجمًا أكبر من الهواء البارد، مما يزيد من قوة الطفو. لذلك، لزيادة قوة الطفو عند الارتفاعات العالية (حيث الهواء أقل كثافة)، يجب أن يكون الغاز في المنطاد أكثر سخونة، مما يسمح له بالتمدد وطرد المزيد من الغاز، وبالتالي زيادة قوة الرفع.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال يحتوي منطاد الهواء الساخن على حجم ثابت من الغاز، عندما يُسخّن الغاز يتمدد ويطرد بعض الغاز خارجا من النهاية السفلى المفتوحة، لذلك تنخفض كتلة الغاز في المنطاد. فلماذا ينبغي أن يكون الغاز في المنطاد أكثر سخونة لرفع حمولة من~ اترك تعليق فورآ.
