Röptetni fényképezőt

Már az ősember vágyai között szerepelt, hogy fényképezőgépét a magas égbe röptethesse. Persze sokféle módja van hogyan költhetünk erre el sok pénzt. Lehetne ingyen is? A következő gondolatkísérlet tudományos hátterét ez az oldal szolgáltatta és a kínai röptetős lampionok ihlették.

M_ballon = (Q_levegő - Q_ballon) * V_ballon  (kg) 

Q_levegő = Q_ballon + M_{ballon  /}  V_{ballon - ebben az esetben lebegne a teljes cucc}

ahol

Q_{levegő -} a külső levegő sűrűsége

Q_{ballon -} a ballon levegőjének a sűrűsége

M_{ballon -} a ballon szerkezetének a tömege + a hasznos teher (kamera)

V_{ballon -} a ballon térfogata

Részadatok kiszámításához:

q=p/R_SP *T (kg/m ³)

q - a gáz sűrűsége  kg/m ³

p - a gáz nyomása Pa

R_SP -specifikus gázállandó (levegőre 287,2 J/kg*K)

T - a gáz hőmérséklete (K)

Van e esély tehát egy 15 grammos kamera megemelésére, ha a ballon önsúlya kb. 10gramm? Persze el is végezhető egy kísérlet, de aki lusta az ki is számolhatja, érdemes e nekifogni egyáltalán:

60 literes szemetes zsák = 0.06 m ³ levegő - az ennél nagyobb zsákok fala már túlságosan vastag.

T levegő = 0 °C = 273,15 °K - minél hidegebb van, annál nagyobb tud lenni a különbség a ballon és a környező levegő sűrűsége között.

T ballon = 70°C = 343,15°K - feltételezzük, hogy ennyire lehet kifűteni egy ballont.

P= 101,500 Pa (jelenlegi érték Székelyudvarhelyen)

Q_{levegő -} 1,28  (kg/m ³)

Q_{ballon -} 0,99  (kg/m ³)

M_ballon = (Q_levegő - Q_ballon) * V_ballon  = (1,28-0,99)*0,06 = 0,0174 kg = 17,4 g. 

Egyértelmű, hogy a vállalkozás esélytelen, ugyanis a teljes szerkezet (zsák, merevítők, üzemanyag és a kamera) 25 gramm körüli, aminek csak kétharmadát lenne képes megemelni a szerkezet.

Kérdés: mekkora térfogatú héliumos ballon emelné meg a 15 grammos kamerát? Aki levezeti, kap egy citromos sört.