福州万和煤气灶维修:孔明灯的制作
来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/07/03 09:15:00
孔明灯,相传是三国时期诸葛亮发明的。它是利用热空气比空气轻,在空气中上升的原理制成的。
一、材料
竹篾、白纸、细铁丝、酒精、脱脂棉、浆糊。
二、制作方法
1、用3张薄白纸糊成一个顶端密封的圆柱体,其周长为225cm,高约90cm。
2、用宽1cm,厚0.1cm的竹蔑扎一个周长约220cm的圆圈,其下底拴2根互相垂直的细铁丝。
3、将竹圈放在圆柱体下端作底,使两者边沿近于重合,用浆糊粘住。
4、用竹蔑扎一个小圆圈,直径约15cm,周围包上脱脂棉约10g,作为燃心,然后挂在两铁丝的交叉点上。
三、放飞
选择晴朗无风的夜晚,一人拿住灯底的左右侧,另一人用酒精将脱脂棉浸透后点燃,直到双手感到孔明灯有上升之势,即慢慢放开双手,孔明灯便徐徐飞起,上升高度可达1000m左右。
一、 孔明灯起飞条件
孔明灯“会飞”原因是:燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升,从而排出孔明灯中原有空气,使自身重力变小,空气对它的浮力把它托了起来。
由浮沉条件可知,只有满足:
F浮>G总=G热空气+G灯
即:G灯<F浮-G热空气
时它才能上升,由此可知它的自重(包括外壶燃料的重力)要很轻才能起飞,轻到什么程度呢?
G灯<F浮-G热空气=ρ空气gV排-ρ热空气gV,
G灯<(ρ空气-ρ热空气)gV排,
m灯<(ρ空气-ρ热空气)V排, (1)
空气的密度可由理想气体状态方程得出。
把(2)式代入(1)式可得
可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。
具体数据估算如下:
设当天气温:T空气=300K(27℃);大气压强:1标准大气压,p=1.01325×105Pa;孔明灯容积:V容=V排=0.2m×0.25m×0.4m=2×10-2m3;加热后的空气温度:T热空气=500K(227℃);?空气=0.029kg/mol.代入(3)式得:
在上述条件下孔明灯总质量在9.44g时,当热空气温度升到227℃时上升。
假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3kg,由(3)式变形并代入数据得:
即热空气温度只要升高到88℃,孔明灯即可上升。
仍按上述条件,若孔明灯质量
即m灯≥23.56g,则无论热空气温度升到多高也飞不起来。
由上面分析可知孔明灯要起飞,它的质量不能超过一定值,而且质量越小所需热空气温度越低,也就越容易起飞。
二、一种简易孔明灯
在上面分析基础上,我制成了一种极易起飞的孔明灯,课上一使用学生兴趣盎然,纷纷自己制作,也都获得了成功。
2.1取材和制作
①取一只大号极薄的塑料手提袋,手提处剪平。
②取一根长约60cm的细铜丝(可用多股软铜线中的一股铜丝),两端分别系在方便袋口子两边。
③在细铜丝中间包上适量棉花,简易孔明灯便制成了。如图。
2.2放飞
选择没有风的地方(室内也可),一人两手分别捏住方便袋底部两角,使之开口朝下,并使包有棉花的细铜丝自然下垂。再在棉花上倒上适量酒精,点燃酒精,几十秒钟后,孔明灯便会腾空而起。
2.3注意
①酒精棉花不宜太重,一般可使总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量)在5g以下较易起飞。
②细铜丝长度要适当,以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好,并注意防止失火。
③如果想把它拉下来,事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下垂。