Montgolfière à air chaud

[invited7d7a200]

Bonjour chère forumeur
En chimie, on à un projet où il faut construire une montgolfière à air chaud, qui dois monter de quelques mettre, et pouvoir redescendre.
Le mécanisme pour chauffer la montgolfière peut ne pas monter avec elle (par exemple, utiliser un sèche-cheveux pour réchauffer l'aire à l'intérieur, et laisser la montgolfière monter sans le sèche-cheveux). De plus, il à demander que la montgolfière ne sois pas "trop grande", don, moi je me fixe comme objectif moins de 1m de diamètre.
De plus, la montgolfière DOIS être capable de soulever sont propre poids (évidement) + un poids de quelques grammes (genre 5-6g)

Ce que j'aimerais savoir, c'est les formules pour connaitre la masse soulevé en fonction du volume et de la différence de température à l'intérieur de la montgolfière.
Aussi, j'aimerais avoir des conseilles sur les matériaux à utiliser pour la construire.
Merci
-----

[moco]

Si je peux te donner un conseil, c'est de chercher d'abord à maîtriser l'orthographe.
"On à un projet" doit s'écrire "On a un projet"
"Monter de quelques mettre" doit s'écrire "monter de quelques mètres".
Etc.
C'est pénible de te lire !

[archeos]

Hello!
+1! De plus, le titre m'amuse : y'aurait-il des montgolfières à air froid?

[invited6fefe2f]

Bonsoir

Pour réussir à faire voler une montgolfière de moins de 1 mètre de diamètre, l'air étant chauffé avec un sèche-cheveux, il va falloir utiliser une paroi très fine et très légère... Film plastique le plus fin possible ? Papier "japon" extra-fin ?

Il serait prudent de faire un peu de calcul avant pour savoir si c'est faisable.

Poussée d'Archimède = (masse volumique de l'air ambiant - masse volumique de l'air chaud) * volume * 9,81
avec poussée en Newton, masses volumiques en kg/m3 et volume en m3

Pour que la montgolfière puisse monter il faut
(masse de l'enveloppe + masse de la charge utile + masse de l'air chaud)*9,81 < poussée d'Archimède

masse volumique de l'air : à calculer avec la loi des gaz P*V = n*R*T (T en kelvin !)

Je fais exprès de donner des informations assez générales pour que vous ayez quand même à réfléchir par vous-mêmes...

A suivre !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited7d7a200]

Hello!
+1! De plus, le titre m'amuse : y'aurait-il des montgolfières à air froid?

Ben ouais, une montgolfière à Hélium

Bonsoir

Pour réussir à faire voler une montgolfière de moins de 1 mètre de diamètre, l'air étant chauffé avec un sèche-cheveux, il va falloir utiliser une paroi très fine et très légère... Film plastique le plus fin possible ? Papier "japon" extra-fin ?

Il serait prudent de faire un peu de calcul avant pour savoir si c'est faisable.

Poussée d'Archimède = (masse volumique de l'air ambiant - masse volumique de l'air chaud) * volume * 9,81
avec poussée en Newton, masses volumiques en kg/m3 et volume en m3

Pour que la montgolfière puisse monter il faut
(masse de l'enveloppe + masse de la charge utile + masse de l'air chaud)*9,81 < poussée d'Archimède

masse volumique de l'air : à calculer avec la loi des gaz P*V = n*R*T (T en kelvin !)

Je fais exprès de donner des informations assez générales pour que vous ayez quand même à réfléchir par vous-mêmes...

A suivre !

Merci BEAUCOUP, c'est justement le principe de la poussée d'Archimède que je n'avais pas vraiment compris (le prof nous en à même pas parler...). Là, j'ai réussi à concevoir une formule tenant compte de toute mes variables (température, volume, masse, etc.).
J'ai une dernière question, la formule de la poussée d'Archimède tien telle compte du poids de la masse d'air ? Je veux dire, si on obtiens X Newton, ce X N sers-t-il uniquement à soulever un objet, ou bien il sers aussi à soulever la masse d'air elle même ?

[invite2313209787891133]

Bonjour

On peut utiliser cette table: http://www.thermexcel.com/french/tables/massair.htm

Avec un sac poubelle fin ça devrait marcher; dans Pif Gadjet il y avait eu un ballon capable de voler fait dans la même matière, l'air était simplement chauffé par le soleil.

[archeos]

Hello!

Ben ouais, une montgolfière à Hélium ...

Perdu! Un ballon gonflé à l'hélium est étanche, une montgolfière non! C'est d'ailleurs pour ça que les deux termes existent!
Sinon, toutes mes félicitations pour tes progrès dans la maitrise de l'orthographe : ce n'est pas parfait, mais c'est devenu lisible!

[invited7d7a200]

Bonjour/Bonsoir
Je cherche une formule qui me donne la masse volumique de l'air en fonction de sa température, de sa pression et de son humidité relative. J'ai vu que la même question étais posé ici, mais je n'ai pas vraiment compris les réponses. Disons que j'ai

Température (°C)= -3
Pression (Pa)= 101300
Humidité relative (%)= 0,763333

Comment je fais pour tout mettre ça ensemble pour obtenir la masse volumique?

[invite2313209787891133]

Une feuille de calcul Excel ça te conviendrait ?
Ou sinon tu utilise le lien que j'ai donné plus haut, la donnée y figure.

[invited7d7a200]

Une feuille de calcul Excel ça te conviendrait ?
Ou sinon tu utilise le lien que j'ai donné plus haut, la donnée y figure.

Justement, j'ai vu, mais je cherche une formule plus générale, où on peut indiquer la température, la pression et humidité relative.
Une feuille Excel serais parfaite (j'ai Excel 2007 donc .docX ne dérange pas)

Merci

[moco]

La formule que tu cherches est la loi des gaz parfaits : pV = nRT, que, apparemment tu ne connais pas, mais que tous les correspondants imaginent que tu connais. Je vais donc te l'expliquer.

p est la pression du gaz considéré, ici l'air chaud, en pascals
V est le volume du gaz, donc celui de ton ballon, en mètres cubes
n est le nombre de moles d'air compris dans ton ballon
R est la constante des gaz parfaits, et vaut 8.314 J K-1 mol-1

Par exemple, si la pression de l'air est de 1 atmosphère = 101325 pascals, que ton ballon mesure 8 mètres cubes, et que sa température est de 77°C, donc de 77 + 273 = 350 K, il contient un nombre de moles d'air de : n = pV/RT = 101325·8/(8.314·350) = 278.5 mole de gaz.
Si ce gaz est de l'air, 1 mole d'air pèse 28.8 g, donc l'air de ton ballon chaud pèse : 28.8·278.5 = 8022 g = 8.022 kg
Comme l'air froid pèse 1,3 g par litre, le volume d'air déplacé est de 8·1300 g = 10.4 kg
Donc un tel ballon est capable de soulever 10.4 - 8,2 kg = 2,2 kg
Il peut s'élever si sa carcasse plus le lest pèse moins de 2.2 kg.

[invite2313209787891133]

Justement, j'ai vu, mais je cherche une formule plus générale, où on peut indiquer la température, la pression et humidité relative.
Une feuille Excel serais parfaite (j'ai Excel 2007 donc .docX ne dérange pas)

Merci

Voici une feuille de calcul. On ne peut chnager que les valeurs en rouge.
J'ai ajouté la matrice des incertitudes sur le résultat de la corrélation. Par exemple pour -10°C et 100% d'HR le résultat est précis à 0.0045 kg/m3 près.

[invited7d7a200]

La formule que tu cherches est la loi des gaz parfaits : pV = nRT, que, apparemment tu ne connais pas, mais que tous les correspondants imaginent que tu connais. Je vais donc te l'expliquer.

p est la pression du gaz considéré, ici l'air chaud, en pascals
V est le volume du gaz, donc celui de ton ballon, en mètres cubes
n est le nombre de moles d'air compris dans ton ballon
R est la constante des gaz parfaits, et vaut 8.314 J K-1 mol-1

Par exemple, si la pression de l'air est de 1 atmosphère = 101325 pascals, que ton ballon mesure 8 mètres cubes, et que sa température est de 77°C, donc de 77 + 273 = 350 K, il contient un nombre de moles d'air de : n = pV/RT = 101325·8/(8.314·350) = 278.5 mole de gaz.
Si ce gaz est de l'air, 1 mole d'air pèse 28.8 g, donc l'air de ton ballon chaud pèse : 28.8·278.5 = 8022 g = 8.022 kg
Comme l'air froid pèse 1,3 g par litre, le volume d'air déplacé est de 8·1300 g = 10.4 kg
Donc un tel ballon est capable de soulever 10.4 - 8,2 kg = 2,2 kg
Il peut s'élever si sa carcasse plus le lest pèse moins de 2.2 kg.

LOL, ça je connais, non, moi je cherchais une formule qui tient compte de l'humidité relative, mais merci quand même, cela m'a permit d'un peut mieux comprendre la formule XD

Voici une feuille de calcul. On ne peut chnager que les valeurs en rouge.
J'ai ajouté la matrice des incertitudes sur le résultat de la corrélation. Par exemple pour -10°C et 100% d'HR le résultat est précis à 0.0045 kg/m3 près.

MERCI !!!! C'est exactement ce que je cherchais
PS: Dans la feuille, c'est quoi la pression utilisée ?

[invite2313209787891133]

MERCI !!!! C'est exactement ce que je cherchais
PS: Dans la feuille, c'est quoi la pression utilisée ?

1013 mb; je n'ai pas pensé à inclure la pression sur la feuille de calcul, mais avec la formule des gaz parfaits tu peux en déduire la densité à d'autres pressions.

[invited7d7a200]

Ok ouais merci, justement je comptais l'utiliser, mais j'avais besoin de la pression de depart

[L Lawliet]

Bonjour, tout d'abord merci bcp à tous pour ces explications sur les montgolfières, cela m'a énormément aider et a répondu à la plupart de mes questionnements. Mais est-il possible cependant que l'on m'explique plus en détail la lois des gaz parfaits (pV=nRT)(et à quoi correspond T, la seule chose que je n'ai pas pu trouver ici)? Merci

[Bounoume]

T et la température absolue, en degrés Kelvin....
les détails:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_des_gaz_parfaits

[champetre]

Bonjour,

Joli pléonasme dans le titre.

(Car par définition, une montgolfière est un ballon à air chaud)

[f6exb]

Bonsoir,
Faut lire, ça a déjà été indiqué au message #3.

[L Lawliet]

Je pense que vous voulez parler du message 4, message ou je n'avais pas trouvé toutes mes réponses

[agitateur]

Pour ne pas avoir une réponse, il faut qu'il y ait une question un peu précise sans réponse
Pas de question, pas de non réponse

[f6exb]

Je précise : ma réponse s'adressait au message #18.
Juste au dessus du mien, c'est pourquoi je n'ai pas fait de citation.

[L Lawliet]

d'accord, merci bcp

[L Lawliet]

Je ne comprend pas pourquoi dans la poussée d'Archimède il y a une soustraction entre la masse volumique de l'air ambiant et la masse volumique de l'air du ballon. Quelqu'un pour m'expliquer?

(message#4)

"Poussée d'Archimède = (---------> masse volumique de l'air ambiant - masse volumique de l'air chaud <---------) * volume * 9,81
avec poussée en Newton, masses volumiques en kg/m3 et volume en m3

Pour que la montgolfière puisse monter il faut
(masse de l'enveloppe + masse de la charge utile + masse de l'air chaud)*9,81 < poussée d'Archimède"

[gts2]

Je ne comprend pas pourquoi dans la poussée d'Archimède il y a une soustraction entre la masse volumique de l'air ambiant et la masse volumique de l'air du ballon.

Il n'y a pas de soustraction : la poussée d'Archimède c'est uniquement "masse volumique de l'air ambiant * volume * g "
"masse volumique de l'air du ballon * volume * g" fait partie du poids du ballon.

[L Lawliet]

Dans ce cas, comment fait-on pour savoir si le ballon monte ou pas?

[XK150]

On fait le bilan des forces appliquées au ballon .

[L Lawliet]

Bonjour, j'aimerai savoir quels sont les éléments météorologiques qui ont un impact sur la pression atmosphérique (tel que: humidité, température, etc...). Merci

[XK150]

re ,

C'est bien expliqué ici : https://www.noaa.gov/jetstream/atmos...20cooler%20air.