هل يتوقف البالون عن الارتفاع عند تركه طليقاً ولماذا؟

1 إجابة واحدة

لا شك بأن البالون من الاختراعات الجميلة والمُميزة التي تنال إعجاب معظم الناس، سواء كانت بالونات أعياد الميلاد الملونة التي يتم نفخها أو تعبئتها بغاز الهيليوم من أجل الزينة، وصولاً إلى البالون الكبير (المنطاد)، فرؤية المنطاد يحلق في السماء ويرتفع من المشاهد التي تسحر النظر وتريح النفس، كذلك الصعود برحلة على متنه تعتبر من أحلام بعضنا خصوصاً عند رؤية البالون في الأفلام السينمائية، ويختلف مدى الارتفاع الذي يصل إليه كل بالون عن الآخر، أي بالون الهيليوم العادي الذي يُستخدم للزينة وتشتريه الأهالي للأولاد يختلف عن مدى ارتفاع البالون الكبير (المنطاد)، فمثلاً تصل بوالين الزينة والأطفال الصغيرة إلى ارتفاع  9 أو 10 كيلومتر تقريباً، من ثم يتوقف البالون عن الارتفاع وينفجر ويتقطع إلى قطع صغيرة جداً نتيجة انخفاض الضغط الجوي بشكل كبير عند الوصول إلى الارتفاعات العالية، الأمر الذي يؤدي إلى تمدد البالون بسبب ارتفاع حرارته.

في حين ترتفع بالونات مراكز الأبحاث الجوية إلى ارتفاعات أكبر وأعلى قد تصل إلى 30  كيلومتر، وهنالك العديد من العوامل التي تحدد إلى أي مدى سيصل البالون في الارتفاع مثل قانون الجاذبية وقوة مقاومة الهواء والكتلة وغيرها من الأمور، ولكن يبقى قانون أرخميدس هو الأهم، حيث يحدد مبدأ أرخميدس بشكل رئيسي مدى ارتفاع البالون في الهواء كونه يأكد على أن البالون يتوقف عن الارتفاع عندما تصل كثافة البالون إلى نفس كثافتة الهواء المحيط به، أي عندما تتطابق كثافة البالون مع كثافة الهواء.

تكثر الأسئلة فيما إذا كان البالون قادر على الارتفاع والوصول إلى الفضاء، ولكن هذا الشيء يبقى غير مُمكن أو قابل للحدوث، وكانت أكبر محاولة في عام 2002 عندما قام معهد علوم الفضاء بفريقه المُختص بتصميم بالون هيليوم بشكل علمي ودقيق، وتم إطلاق هذا البالون في الهواء وقد وصل إلى ارتفاع 53 كيلومتر.

أما بالون المنطاد هو عبارة عن وسيلة للطيران تم اختراعها وتصميمها في القرن الثامن عشر، ومبدأ عمل البالون في الطيران إلى الجو بسيط نوعاً ما، ويمكن تفسيره بأن الغازات التي تمتلك كثافة منخفضة وخفيفة ترتفع وترتقي إلى الأعلى كونها أخف من الغازات الكثيفة الأخرى، وعند تعرض الهواء الموجود حول غلاف البالون لعملية التسخين، تتعرض جزيئاته للتباعد فيما بينها ومن ثم تتمدد، وهذا الأمر يؤدي إلى قلة عدد الجزيئات الغازية التي تملأ الحيز والحجم ذاته، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الغازات ضمن المنطاد، الأمر الذي يجعل المنطاد يرتفع إلى الأعلى ويشق طريقه نحو السماء، نتجية ارتفاع الغازات داخل البالون، كما يفسر ارتفاع الغازات هذا توسع وكبر حجم البالون.

ويوجد أكثر من نوع للمنطاد ومنها:

  • منطاد الهواء الساخن: يكون هذا النوع من المناطيد مفتوحاً من جهة الأسفل، ويتم تشغيل حراق النيران ليقوم برفع درجة حرارة الهواء الموجود ضمن البالون ليرتفع المنطاد في الهواء.
  • منطاد الغاز: يعتمد هذا النوع على الغازات في طيرانه، ويستفيد من الغازات التي تكون أخف من الهواء مثل غاز الهيليوم أو الهيدروجين، حيث يكون البالون مغلق بشكل كامل، ويتم التحكم بارتفاع وحركة المنطاد من خلال تفريغ وتغيير وزن الغاز الموجود ضمن البالون المغلق.
  • المنطاد الثنائي (الهجين): يعتمد هذا النوع في عمله على كل من النوعين السابقين، حيث يعتمد على حراق تسخين الهواء بالإضافة إلى اعتماده على الغاز الخفيف.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "هل يتوقف البالون عن الارتفاع عند تركه طليقاً ولماذا؟"؟