Простий розрахунок підйомної сили гелію
За нормальних умов, тобто. температура 0 градусів Цельсія чи 273 Кельвіна, тиск 760 мм рт. ст.,) 1 моль будь-якого газу займає об'єм 22,4 л. Тоді густина гелію 4/22,4=0,178 г/л або 0,178 кг/м3. Де маса гелію 4г.
Повітря - це суміш газів, у нього немає реальної молярної маси, але для технічних розрахунків УМОВНО приймають молярну масу повітря рівною 29 г. Тоді щільність повітря за Н.У. дорівнює 29/22,4 = 1,295 г/л або 1,295 кг/м3.
Підйомна сила гелію за нормальних умов дорівнює 1,295-0,178=1,117 кг/м^3.
Це означає, що з підйому 1 кг потрібно 1/1,117=0,895 м3 чи 895 л гелію.
Це спрощений розрахунок для бездоганних газів. Насправді, ідеальних газів не існує. Тим більше, густина газу залежить від його температури.
Який обсяг гелію потрібен, щоб підняти 1 кг?
Підйомна сила гелію. Скільки гелієвих куль потрібно підняти іграшку, листівку, шоколадку? Ці питання дуже часто ставлять наші замовники. Розрахувати кількість куль досить просто, потрібно знати точну вагу виробу, яке необхідно підняти за допомогою гелієвих куль. Ще потрібно чітко розуміти завдання: виріб потрібно підняти в приміщенні або на вулиці, як довго потрібно, щоб вся конструкція знаходилася в повітрі?
Перший приблизний розрахунок такий: 1м3 гелію піднімає приблизно 1 кг. Або 1 стандартна кулька 27см в діаметрі піднімає всього 3-4 грами. Так наприклад, щоб підняти іграшку вагою 250 грам знадобиться 250/4 = приблизно 62 кульки, на практиці вистачить і 50 шт., тому навіть стрічка на кульці має вагу і її можна вкоротити.Коли ви купуєте подарунок, то як правило не складно десь поруч знайти ваги і зважити його, щоб зрозуміти чи реальний Ваш задум. На нашій торговій точці з продажу гелієвих куль можна підняти подарунок за допомогою куль попередньо розрахувавши за наведеним вище принципом необхідну кількість для розуміння витрат, а вже на практиці надувати кулі до потрібного результату.
Великі ваги дешевше піднімати за допомогою великих гелієвих куль, т.к вага однієї великої кулі менше, ніж вага великої кількості маленьких гелієвих кульок при одному і тому ж обсязі гелію. Розрахувати підйомну силу великої кулі можна умовно розрахувавши об'єм гелію в такій кулі за формулою 4/3 пр3 і далі застосувавши принцип 1 м3 гелію приблизно 1 кг ваги. Наприклад, беремо кулю 1 м в діаметрі. Отримуємо за формулою об'єму кулі 4/3*3,14*0,53 = 0,522м3 що дорівнює приблизно 0,5 кг. Від цієї ваги необхідно відняти вага самої кульки і вага стрічки за яку вона зачеплена, це і буде розрахункова вага, яку можна підняти за допомогою цієї кулі в приміщенні. На вулиці такі розрахунки зробити складно, тому що на гелієву кульку постійно можуть впливати погодні умови: сніг, дощ, вітер, сонце або, навпаки, низька температура. Ці фактори, особливо вітер та опади, сильно впливають на підйомну силу кулі. Наприклад стандартні кульки при невеликих опадах можуть взагалі не літати від ваги крапель, що налипли на них, і від зниження температури повітря.
Так, наприклад, затія з літаючим біля вікон коханої серцем з повітряних кульок, іноді може просто провалитися якщо буде сильний вітер.
Вантажопідйомність кульки з гелієм
У нас часто запитують, скільки гелієвих куль потрібно, щоб підняти квітку, листівку чи іграшку? Яка підйомна сила гелію? Намагатимемося докладно розповісти секрети наших розрахунків і всі формули.
Для швидкого та простого розрахунку підйомної сили кульки ми використовуємо формули. Знаючи, що 1м3 гелію піднімає приблизно 1 кг. Тобто одна стандартна кулька 10″ (дюймів) або 25-27см піднімає всього 3-4 грами. Перламутрові кулі 12″ металік піднімають до 5 грам. Тому, щоб підняти іграшку вагою 200 грам, нам знадобиться 200/4 = 50 кульок. Начебто все просто. Проте, т.к. гелій із звичайних куль постійно виходить, то згодом кулька з гелієм втрачає частину своєї підйомної сили. І тому, якщо Вам надули 50 куль і Ваш подарунок літає, то через кілька годин він літатиме лише з сильного стусану. І для того, щоб у Вас не було претензій до нас, потрібно взяти на 20% більше кульок.
Також слід врахувати той фактор, що в закритому приміщенні кулі можуть спокійно піднятися вгору, а на вулиці поривом вітру може просто зносити вбік. Для того, щоб підняти подарунок на довжині мотузці, має бути хороший запас підйомної сили. І до речі, чим вище Ви піднімаєте хмару з куль із подарунком, тим більше додається вага мотузки. Тому підйом подарунка на висоту краще робити на міцній, але тонкій волосіні.
За бажанням, Ви можете обрізати «хвостик» біля кульки, яка йде після вузла. Такий прийом зменшить загальну вагу кулі, або дасть можливість політати ще близько години.
Коли Ви купуєте подарунок, то краще його одразу зважити. Завжди поряд є магазини із вагами. Це потрібно зробити хоча б для того, щоб прикинути скільки Ви витратите на кулі. З нашої практики були випадки, коли приносили букет квітів, щоб підняти кохану дружину під вікном. На знижку він був досить легкий. Але його не змогли підняти навіть 100 кульок. Ми обрізали майже все листя і вкоротили ніжки.Лише після цього букет впевнено тримався у повітрі.
Якщо бюджет дозволяє не думати про кількість кульок, а думати лише про якість та результат процесу, тоді можна піти простим шляхом. У нашому магазині ми надуємо 20 куль і кріпимо до них подарунок — усі бачать, що конструкція не літає. Тоді надуємо ще 20 куль, і подарунок (наприклад) з кулями полетів нагору. Але так бачить замовник. А в голові думає, що можна було б взяти 30 куль. І тут настає найтолерантніший момент. Ми бачимо, що подарунок не літає. Він, звичайно, піднявся вгору, але запасу підйомної сили в нього немає. І якщо все так і залишити, то свята нашого клієнта не матиме. Тому доводиться обережно переконувати, що треба надути ще 10-15 куль. Або випатрати з ведмедя (іграшки) весь зайвий мотлох, який зашили всередину. А вдома можна його непомітно повернути назад.
Вага більше одного кілограма дешевше піднімати за допомогою великих куль, тому вага однієї великої кулі менше, ніж вага великої кількості маленьких кульок гелієвих при одному і тому ж обсязі гелію. Розраховується підйомна сила великої кулі з гелієм за формулою. Умовно обсяг гелію в кулі - 4/3 пr3, а далі використовуємо знання, що в 1 м3 гелію приблизно 1 кг ваги. Наприклад, беремо кулю 1 м в діаметрі. Використовуючи формулу або того, хто знає як рахувати за формулами, отримуємо об'єм кулі (4/3)*3,14*0,53 = 0,522м3. Вважатимемо, що метрова куля піднімає 0,5 кг. Від цієї ваги необхідно відняти вага самої кульки і вага стрічки або волосіні за яку вона зачеплена, це і буде розрахункова вага. На вулиці на підйомну силу впливають деякі коефіцієнти у вигляді погодних умов: сніг, дощ, вітер, сонце або низька (висока) температура. Наприклад, стандартні кулі, за невеликих опадів, можуть взагалі не літати, т.к. вага налиплих на них крапель дощу збільшує загальну вагу кулі.
Будь-яка ідея здійсненна. Були б у Вас можливості, а у нас бажання … або навпаки)
