열기구의 작동 원리가 어떻게 되나요?

Question

헬륨가스가 들어간 풍선은 위로 올라가는데, 열기구는 풍선도 아니고 따뜻한 공기를 만들어 위로 올라가던데 어떻게 하늘 위로 떠오르는 건지 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

열기구의 작동 원리는 기체 확장 열역학 법칙에 기반합니다. 열기구 안의 공기는 가열되어 부피가 증가하면서 더 가벼워집니다. 이로 인해 열기구는 공기 중에서 상승하게 됩니다.

일반적으로 가열된 공기는 주위 공기보다 더 가벼우므로, 열기구는 주위 공기보다 더 높은 곳으로 상승하며, 가열된 공기의 부피가 축소되기 전까지 상승합니다. 열기구의 상승 높이는 가열된 공기의 부피 증가량과 주변 기압 등에 따라 결정됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

기본적으로 뜨거운 공기는 차가운 공기 위쪽으로 가려는 성질이 있는데 이걸 대류라고 해요.

열기구 풍선 아래쪽에 불을 붙이죠 그래서 풍선 안 공기를 데워서 찬 공기 위로 올라가게끔 하는 겁니다

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

열기구는 풍선안에 뜨거운공기를 집어넣어 뜨게합니다.

뜨거운공기는 차가운공기보다 활동성이 높아 밀도가 낮아지게되는데, 밀도는 곧 단위부피당 무게이므로 주변공기보다 풍선안의 공기 무게가 가벼워지면서 떠오르게됩니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 과학전문가입니다. 좋은 질문이시네요.^^

열기구는 아르케임데스의 원리와 관련이 있습니다. 아르케임데스의 원리는 밀도가 다른 물질들이 상호작용할 때 발생하는 원리로, 어떤 물체가 액체나 기체 안에 떠 있을 때, 그 위에 작용하는 부력은 그 물체가 내리갈 때의 물체가 밀린 체적과 같으며, 이 부력이 물체의 무게보다 크면 물체는 떠오르게 됩니다.^^

Answer 5

안녕하세요. 최영규 과학전문가입니다.

기체는 온도가 올라가면 부피가 팽창합니다. 팽창하는 부피는 이상기체상태방정식을 통해 간단히 계산 가능하며 무게가 동일 부피 팽창이면 일반 기체도 마치 가벼운 헬륨이 들어 있는 것 처럼 떠오를 수 있습니다

Answer 6

헬륨은 공기보다 가벼워서 워로 뜬다면 열기구는 지면에 있는 공기를 데워서 뜨게하는 겁니다. 공기는 뜨거우면 위로 차가우면 아래로 내려갑니다. 이를 대류라고 하는데요. 대류권안에서는 보통 그렇습니다. 산으로 올라갈수록 추워지고 만년설이 있는 이유입니다.

열기구 안의 공기에 열을 가하면 공기가 데워지고 데워진 공기가 팽창하면서 주변보다 밀도가 낮아지게 되고 하늘로 열기구가 뜨게됩니다. 계속 열을 가하지 않으면 시나브로 식어서 가라않게 되니 계속 떠있게 하려면 계속 데워줘야하겠죠.

Answer 7

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 열기구 공기 주머니에 열을 가하면 공기가 뜨거워지면서 팽창을 하는데요. 그럼 공기주머니 밖보다 안쪽 공기가 가벼워져서 부력이 발생되어서 열기구가 하늘에 뜨게 되는 것입니다. 부력은 공기나 물보다 가벼운 물체가 물이나 공기 위에 뜨려는 힘입니다.

Answer 8

안녕하세요. 최정훈 과학전문가입니다.

공기를 가열하면 공기분자사이의 밀도가 작아지고 부피는 커지면서 가벼워짐과 동시에 상승의 에너지를 가집니다. 열기구는 이런 원리를 이용해서 공중에 상승하는 것이구요. 답변에 도움되셨으면 좋겠습니다.

Answer 9

안녕하세요. 불꽃 과학전문가입니다.

열기구는 하늘 위로 떠올리는 원리는 부력의 원리 입니다.

열기구의 외피 내부 공기를 가열하게 되면 팽창하게 됩니다. 그 결과 주변의 차가운 공기보다 밀도가 낮아지게 되고 공기가 상승하게 됩니다.

"뜨거운 공기 상승" 원리로도 알려져 있는데 이 원리에 의해 열기구가 하늘 위로 떠오르게 되는 것입니다.

Answer 10

안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.

열기구는 공기를 가열하면 부피가 커지고 가벼워지는 원리를 이용해서 열기구 내부 공기를 가열해서 위로 뜨는 것입니다.