Come volano le mongolfiere? Ovvero, come galleggiano le navi?

Le mongolfiere volano grazie alla legge di Archimede, la stessa legge che ci permette di rimanere a galla nell’acqua. Infatti questa legge vale per i fluidi, quindi sia per i liquidi che gas come l’aria. La legge di Archimede afferma che:

“Ogni corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto che è pari al peso del fluido spostato.”

Nelle dispense di dinamica del fluidi abbiamo dimostrato che:

\[
V_{i}=\frac{\rho_{C}V}{\rho_{F}}
\]

dove:

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Quindi: in un fluido galleggiano tutti i corpi che hanno densità minore di quella del fluido.

– Per esempio nell’acqua galleggiano tutti i corpi che hanno densità minore: olio, benzina, legno… Le navi galleggiano perchè è la loro densità media che è minore di quella dell’acqua. Questo perchè all’interno hanno intere camere piene… di aria!

– Nel caso delle mongolfiere (galleggiamento nell’aria) devo riempire il pallone con del gas che abbia una densità minore di quella dell’aria. Ne sono un esempio l’idrogeno e l’elio. L’idrogeno risulta pericoloso in quanto a contatto con l’ossigeno dell’aria tenderebbe ad esplodere. Pertanto è vietato per legge.

img7

Il peso dell’intero sistema diminuisce, la spinta di Archimede, dal basso verso l’alto, prevale, e la mongolfiera sale!
Per far scendere la mongolfiera bisogna mettere una valvola sul pallone. Quando viene aperta, esce un po’ di aria calda e ne entra un po’ più fredda dalla parte sottostante. La temperatura si abbassa e la densità aumenta, avvicinandosi mano a mano a quella dell’aria esterna, sfavorendo il galleggiamento.

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