열기구의 과학적 원리에 대한 질문 드립니다.

Question

만화, 영화에서 열기구가 하늘에 뜨는 장면을 볼 수 있는데요

커다란 풍선같은 공간에 뜨거운 열을 가해서 하늘을 띄우잖아요

이게 기체와 열의 어떤 과학적 원리가 있는건가요?

전문가님 답변 부탁드립니다.

Answer 1

기체가 열을 받으면 가벼워져 위로 올라가는 현상을 이용하여 만든것이 열기구 입니다.

공기와 같은 기체는 열을 받으면 분자의 활동이 활발해져 분자간의 거리가 멀어져 밀도가 낮아지게 되고 팽창하게 됩니다.

그래서 차가운 공기보다 위로 올라가게 되고, 상승기류를 형성하게 됩니다.

기구의 풍선안에 있는 공기를 주위의 공기보다 따뜻하게 하면 상승기류가 발생되고 위로 올라가게 됩니다.

기구 풍선안의 공기 온도는 80도 이상으로 매우 뜨겁게 유지하여야 하늘로 올라갈수가 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이영준 과학전문가입니다.

공기를 가열하면 팽창하고 가벼워져 위로 올라가게되는데

이러한 공기의 성질을 이용한 것입니다

Answer 3

더운 공기는 에너지가 많아 활발히 움직여서 차가운 공기보다 비중이 가볍습니다.

따라서 대기 중 올라가려고 하는 성질이 있습니다.

이 원리를 이용해서 열기구 안의 공기를 불로 데우면 비중이 가벼워져 하늘로 떠오르게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

원리 더운 공기는 차가운 공기보다 비중이 가벼워 대기 중에서 상승작용을 한다. 이 원리를 이용하여 기구 안의 공기를 불로 데우면 비중이 가벼워지면서 하늘로 떠오르게 되고 바람의 흐름을 따라 공중비행을 하게 되는 것이 열기구다

Answer 5

열기구의 원리 라고 하면 간단하게 부력의 원리라고 할 수 있어요

​

열에 의해 팽창된 공기가 부력을 발생시켜 기구를 뜨게 하는 것인데

​의외로 열기구의 원리는 간단하답니다

​

풍선같은 주머니 속에 열을 가하면 그 안에 있는 공기 분자들의

움직임이 빨라지고 분자들 사이의 거리가 멀어지게 되죠

Answer 6

열기구의 가장큰 부분을 차지하는 게 기낭이며 풍선의 모양을 하고 있습니다. 이곳에 프로판 가스를 연소시켜 열을 집어넣게 되는 것입니다. 기낭 내부의 공기가 외부의 공기보다 가벼워지면 두둥실 떠오르게 되는 것입니다. 공기에도 무게가 있는데 1세 제곱피트 당 1온스(28그램) 정도가 되고 열기구 기낭 내부의 뜨거운 공기는 대략 20%가 가벼운 수준이 됩니다. 무게도 가벼워지고 내부 공기의 팽창력이 강해져 공기 중에 쉽게 떠오를 수가 있습니다.

기낭내부의 온도는 38도 정도가 유지되어야 공중에 떠있는 상태를 유지할 수 있고 외부의 찬 공기에 의해 떨어지는 온도를 유지하기 위해 지속적으로 프로판 가스 연소 과정이 있어야 합니다. 열에 의해 공기 입자의 운동이 워낙 활발하기 때문에 여러 명의 사람을 태운 열기구는 하락하지 않고 일정 수준까지 상승을 하게 됩니다.

출처 : https://handnail.tistory.com/41

Answer 7

안녕하세요. 과학전문가입니다.

뜨거운 공기가 이용이 됩니다. 공기를 가열하면 공기 분자가 빠르게 움직이면서 퍼지게 됩니다. 이 상태에서는 밀도가 낮아지기 때문에 위로 올라가는 특성이 생깁니다. 이게 가장 큰 원리입니다.