Uma aplicação da Lei de Charles é um balão de ar quente. Os balões de ar quente sobem quando o ar dentro deles é aquecido por uma tocha, o que faz com que as partículas se movam rapidamente e depois se dispersem.
Charles 'Law tem o nome de Jacques Charles, que era um balonista que viveu nos anos 1700. Charles estudou a relação entre o volume dos gases e a temperatura para ajudar a fazer os balões subirem. Charles conduziu uma série dessas experiências em 1787, mas elas nunca foram publicadas oficialmente. Charles é creditado por colocar o primeiro balão movido a hidrogênio à tona acima de Paris, França, em 1783. Em homenagem a suas realizações, a Lei de Charles leva seu nome. A Lei de Charles explica que o volume de gás em uma determinada área aumenta à medida que o gás é aquecido e sua pressão permanece constante. Da mesma forma, a Lei de Charles afirma que uma diminuição na temperatura resulta em uma diminuição do gás.
Aplicações da Lei de Charles
Balões de ar quente, que dependem de combustíveis aquecidos para subir, são uma aplicação da Lei de Charles. Quando as partículas de gás em um balão de ar quente são aquecidas, elas se espalham e se movem mais rapidamente, o que significa que os gases se expandem e ocupam mais espaço. Esse aumento na atividade cria a energia de que os balões precisam para se elevar do solo à medida que se tornam menos densos do que o ar ao seu redor. A diminuição na densidade do balão faz com que ele flutue e, inversamente, um aumento na densidade do balão faz com que ele esvazie e retorne ao solo.
Composição do balão de ar quente
A maioria dos balões de ar quente é feita de náilon. Este tecido é leve e geralmente reforçado com poliuretano, que torna os balões herméticos e ajuda a protegê-los dos raios ultravioleta (UV) do sol. Os balões de ar quente sobem quando o ar na bolsa de náilon, ou envelope, é aquecido. Os balões descem quando o ar do envelope é expelido pela parte superior. Os balões têm uma construção relativamente simples. Eles são operados usando apenas um altímetro que mede a altitude, um medidor de temperatura e um envelope de taxa de subida. Os balões de ar quente variam em tamanho. Os balões esportivos, que são a variedade mais comum e popular, têm um diâmetro de 55 pés e cerca de 70 pés de altura, o que equivale a cerca de sete andares. Os balões esportivos são feitos com cerca de 1.075 metros quadrados de náilon. Isso se traduz em mais de cinco quilômetros de tecido de náilon. Cerca de meia milha de material reforçado é usado para manter os envelopes juntos com segurança. Balões esportivos, quando inflados, podem conter mais de 62.000 alqueires de maçãs e pouco menos de 580.000 galões de água. Balões de ar quente podem transportar de três a quatro pessoas.
Como funcionam os balões de ar quente
Os balões são inflamados com gás propano líquido ou GLP. Seus suprimentos de combustível são divididos entre dois tanques ou três tanques. Balões com dois tanques carregam 40 galões de combustível, que são divididos entre dois tanques de 20 galões. Balões menores carregam 30 galões de GLP, que são distribuídos entre três tanques que carregam 10 galões cada. O propano é selecionado como uma escolha de combustível porque queima rápida e eficientemente, mas também é previsível e estável. Os balões carregam o GLP na forma líquida, e o GLP é alimentado através de mangueiras para acender os balões. Em um tempo de vôo de 45 minutos a uma hora, os balões queimarão aproximadamente 20 a 30 galões de combustível. Por segurança, muitos balões também são equipados com um sistema de combustível independente que pode operar o balão se o sistema de combustível primário acabar ou falhar.
