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    物品器具 简易孔明灯制作

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    • 至高神
      LV.8 渡劫期
      VIP 9

      简易孔明灯制作

      以往在教完浮沉条件的应用一节之后,我布置学生自制孔明灯,但他们制作的孔明灯都飞不起来,其原因是他们制作的孔明灯不满足起飞条件。

      1 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

      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

      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。

      2 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,自己制作,也获得了成功。

      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>

      2.1.2

      1.取纸张(不要太重的纸),做成垃圾筒的形状(圆柱体,如果能做成热气球状最好,两底面的其中一个底面密封).

      2.取蜡烛一个,固定在没密封的底面上(固定在底面中间).

      3.在没密封的底面中间挂一小物体(主要是用来平衡整体用的,不然飞到一半可能纸筒会倒过来).

      4.在纸筒上写上”文字 图案”.

      5.要飞的时候把蜡烛点上就OK~了.

      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。

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