Je ziet ze met mooi weer vast wel eens in de lucht, luchtballonnen. Een luchtballon is een opvallend en fascinerend object in de lucht. Het opstijgen en zweven van een luchtballon is het resultaat van enkele wetenschappelijke principes. In dit artikel onderzoeken we hoe een luchtballon werkt en wat er nodig is om een luchtballon te laten stijgen en zweven.
Dichtheid van lucht en de wet van Archimedes
De wet van Archimedes is een klassieke natuurkundige wet die luidt:
De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt, is even groot als het gewicht van de verplaatste volume aan vloeistof of gas.
De lucht kun je zien als een gas. Deze opwaartse kracht in een luchtballon wordt veroorzaakt door temperatuurverschillen tussen de lucht in de ballon en de omgevingstemperatuur. Warme lucht is lichter dan koude lucht en heeft een lagere dichtheid. Dit betekend dat als we de lucht in de ballon genoeg verwarmen, deze gaat zweven.
Het verwarmen van lucht
Om een luchtballon te laten opstijgen, moeten we de lucht binnenin verwarmen. Dit verlaagt namelijk de dichtheid van de lucht en dus het gewicht van de lucht binnenin de ballon, waardoor deze gaat drijven. Om dit te kunnen doen wordt de ballon eerst vol geblazen met koude lucht door middel van een ventilator. Als de ballon vol genoeg is dan wordt de lucht verwarmd doormiddel van de brander. Hierbij is veiligheid uiteraard extra belangrijk. De lucht in de ballon wordt warmer en warmer en zal ervoor zorgen dat de luchtballon van de grond komt en steeds boller komt te staan. Zodra de passagiers zijn ingestapt is het gewicht van de ballon hoger geworden. Hierdoor moet de lucht nog verder worden verwarmd, zodat de ballon kan gaan zweven. De temperatuur binnen in de ballon bereikt gemiddeld zo’n 100 graden Celsius.
Het bepalen van de ballonvorm
De vorm van de ballon is ook van belang bij het opstijgen en zweven. Ballonnen zijn vaak rond of ovale vormen, omdat dit de meest efficiënte manier is om de lucht vast te houden. Bovendien zorgt de ronde vorm ervoor dat de ballon minder weerstand ervaart tijdens het opstijgen en zweven, waardoor het een soepelere beweging maakt. Een ander voordeel van deze vorm is dat reclame beter zichtbaar is op de ballon.
Voor wedstrijden zijn er speciale ballon vormen gemaakt. Deze ballonnen zijn slanker en langer, waardoor de weerstand lager is. Hierdoor is het mogelijk om sneller te stijgen en dalen dan met een conventionele luchtballon, wat bij een wedstrijd met precisie varen belangrijk kan zijn.
Het landen van een luchtballon
Hoe land de luchtballon? In eerste instantie begint de ballon weer te dalen als de temperatuur in de luchtballon afneemt. Door minder de brander te gebruiken kan de piloot de temperatuur in de luchtballon precies bepalen. Hierdoor heeft de piloot de controle over de daalsnelheid van de ballon. Net voor de luchtballon de grond raakt opent de piloot een groot gat boven in de ballon. Dit gat is afgedekt door een parachute. Door dit gat te openen kan de warme lucht snel uit de ballon ontsnappen en hierdoor blijft de ballon aan de grond.
Dit gat kan ook kort geopend worden tijdens de vaart om te zorgen dat de ballon sneller gaat dalen of minder hard blijft stijgen.
Samenvattend
Als het goed is heb je nu een duidelijk antwoord op de vraag: Hoe werkt een luchtballon? Met de kennis van de wet van Archimedes en het verwarmen van lucht binnenin de ballon, is het mogelijk om een luchtballon te laten opstijgen en zweven. De ronde vorm van de ballon maakt het proces efficiënter en soepeler. Om een ballon te laten landen moet de lucht in de ballon weer afkoelen. Tijdens de landing zal de piloot de parachute van de ballon openen op de warme lucht snel te laten ontsnappen.
Ballonvaart maken
Lijkt het je nou ook leuk om eens een ballonvaart te maken? Neem dan contact met ons op of boek meteen een ballonvaart voor jou en je vrienden. We kunnen in heel Nederland opstijgen, vaak zelfs bij jou in de buurt.
