Wat genereert meer lift? waterstof gas of hete lucht

Als ik twee ballonnen maak die even groot en even zwaar zijn. Ik vul er 1 met waterstof en de andere krijgt een hetelucht systeem die de lucht tot ~100C verhit. Ik zorg ervoor dat ze precies hetzelfde gewicht en gas/lucht inhoud hebben.

Welk van de 2 genereert dan het meeste lift bij een omgeving temp van 20C op zeeniveau?

Verwijderde gebruiker

6 jaar geleden

in: Natuur- en scheikunde

1.5K

1.5K keer bekeken

LeonardN

6 jaar geleden

Ik zou het niet weten, maar hou ook rekening met feit dat de lucht in de ballon af zal koelen en dan steeds zijn liftvermogen zal verliezen. Met waterstof is dat geen probleem. Die lift als deze op gelijke temperatuur is met lucht. Dus ook als hete lucht wint aan het begin zal deze verliezen aan het eind.

Verwijderde gebruiker

6 jaar geleden

Met "de andere krijgt een hetelucht systeem" bedoelde ik dus dat er een brander + brandstof bij komt. Dacht dat duidelijk was, mijn fout.

LeonardN

6 jaar geleden

Oh ja verkeerd begrepen. Maar het maakt niet uit. Waterstof wint hoe dan ook.

erotisi

6 jaar geleden

als ze even groot zijn en even zwaar wil dat dus zeggen dat er veel meer H2 moleculen in zitten dan in de andere O2 en N2 moleculen, want die moleculen zijn vele malen zwaarder. De opwaartse kracht wordt berekend volgens F= p.g.V waarbij g de valversnelling is. Omdat g voor beide ballonen even groot is (zijn even zwaar) en het volume V ook zullen beide ballonen even veel liftkracht ondervinden. De p gaat over de dichtheid van de lucht waarbij de ballonen zich bevinden en die is dus ook hetzelfde. Al zal inderdaad de omgeving van de ballon die het heetst is (dus die opgewarmde 100 graden ballon) de omringende lucht verwarmen zodat mogelijkerwijs toch de opgewarmde ballon het minst snel omhoog komen doordat de dichtheid van de omringende lucht het kleinst is

LeonardN

6 jaar geleden

als ze even groot zijn en even zwaar wil dat dus zeggen dat De vrager bedoelt even groot en even zwaar VOOR het vullen.

Bordensteker

6 jaar geleden

Om een indruk te geven van wat je met het minder effectieve en veel duurdere heliumgas kunt bereiken: een avonturier heeft onlangs in Zuid-Afrika met behulp van 100 kleine heliumballonnen 25 km afgelegd op hoogten tot 2400 meter:
http://www.bbc.com/news/uk-england-bristol-41737642

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Waterstof. En met gemak.

Lucht op 20 graden = 1,205 kg/m³
Lucht op 100 graden= 0,946 kg/m³\
Waterstof= 0,09 kg/m³

Of wel waterstof wint dat met gemak 10x over hetelucht. Dat nog afgezien van het feit dat hete lucht afkoelt naar de omgevingstemperatuur.

Toegevoegd na 37 seconden:
Waterstofgas=hydrogen

(Lees meer...)

Bronnen:

LeonardN

6 jaar geleden

Bordensteker

6 jaar geleden

O.a. daarom zijn de klassieke gasballonnen voor hetzelfde draagvermogen veel kleiner dan de hedendaagse heteluchtballonnen (die tegenwoordig soms ook wel hele grote manden voor veel passagiers kunnen hebben, en dan zijn ze dus nóg weer veel groter).
En dan speelt ook nog mee dat de lucht in een grote heteluchtballon helemaal niet zo heet is als 100 graden (dan zou het liftverlies door het voortdurend afkoelen ook dramatische vormen aannemen).

LeonardN

6 jaar geleden

Weet jij toevallig hoe heet het dan wel is? Wiki gaf ook 100 graden maar zonder citation/bron. https://en.wikipedia.org/wiki/Lifting_gas#Hot_air

Bordensteker

6 jaar geleden

Daar zat ik helemaal verkeerd. Ik heb laatst een paar keer een net gelande heteluchtballon helpen leegduwen en inpakken, en daarbij krijg je het voornamelijk warm van het harde werken. Je voelt wel warmte van de uitstromende lucht, maar dan denk je niet aan 100 graden!
Maar het is tijdens de vlucht in de ballon zelf dus wel degelijk ongeveer 100 graden, blijkt uit deze bron: http://www.luchtballonvaart.com/p/nieuws/77/ballonvaren-en-hoge-temperaturen.html

LeonardN

6 jaar geleden

Tijdens de landing zal de lucht natuurlijk al veel kouder zijn.

Bordensteker

6 jaar geleden

Nou ... soms wordt er lang vlak boven de grond nog doorgevlogen om een geschikter weiland te bereiken. En ook bij meteen landen moet de draagkracht uiteraard nog steeds vrijwel gelijk zijn aan het gewicht, anders wordt het op zijn minst een heel harde landing!
Er wordt tijdens dat nog wat verder 'drijven' ook nog steeds net als hoger in de lucht met tussenpozen bijverwarmd. De totale massa van al die lucht plus mand met brandstof(gas)flessen en in'staan'den (meerdere tonnen!) is kennelijk voldoende om toch vrijwel gelijkmatig op hoogte te blijven. “De temperatuur in de luchtballon is gemiddeld zo'n 100 graden Celsius, indien de temperatuur boven de 120 graden Celsius uitkomt zal een zogenaamde waarschuwingsvlag naar beneden vallen om de piloot te waarschuwen dat de ballon oververhit zal raken.”
http://www.luchtballonvaart.com/p/153/95/luchtballon-techniek.html

LeonardN

6 jaar geleden

+voor de extra info!

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000