热气球浮力原理（热气球的沉浮原理）

下面来看看我们对日常生活的观察：

I 轮船为什么能飘浮在水面不下沉？排水量是什么意思？

II 潜艇为什么可以下潜，也可以浮出水面？

III 热气球、氢气球为什么可以悬浮于空气中，且能控制上升、下降？

IV 不会游泳的人在湖里会下沉，为什么在死海里却可以悠闲地漂浮在海面看书？

所有这一些现象都是因为漂浮（悬浮）于流体（液体或气体）上（里）的物体获得了浮力，浮力的大小等于所排开的液体的重力（与流动的密度有关，死海海水因含盐量高，其密度超过一般湖水的密度，也超过人体的密度）。这也就是阿基米德原理。

阿基米德原理（Archimedes principle）是流体静力学的重要原理。因古希腊科学家阿基米德首先提出而得名。浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力（“Any object placed in a fluid displaces its weight; an immersed object displaces its volume.”）。

其公式可记为：（F：浮力，G：重力，ρ：密度。）

F浮=G排

F浮=ρ液·g·V排

部分浸入液体而浮在液面上的浮体，其所受的浮力同样可按阿基米德原理计算，其所排开的液体体积应是液面以下物体浸没部分的体积。实际上，根据流体静力学的平衡方程，可导出阿基米德原理。船舶、气球、飞艇等，都是靠浮力支持的。液体比重计也是根据阿基米德原理设计的，当一定重量的比重计插入液体时，测量所排开的液体体积（对应于浸没高度），即可求得液体比重。

浮力产生的原因是因为浸在液体里的物体，受到液体对物体下表面压力与上表面压力差（压力随深度增大）。

浸没在气体如空气中的物体都会产生浮力作用。如果气球中所充气体的密度比空气密度小，那么气球的平均密度便小于空气密度，气球就会上升。氦和氢是密度比空气小的两种常见气体，但氦更常用于气球中，尽管它的密度要比氢的密度要大一些。氢与空气中的氧结合会引起爆炸，这使得使用它很危险。

热气球利用的是任何气体受热后会膨胀这一事实。若气体的体积增大，它的密度会减少，只要气球中的空气比气球周围的空气热，就会有一个向升的浮力。热气球的好处是，我们可通过开关加热器（以气体，如煤气、氢为燃料）来调节气球内空气的密度，这就使我们对气球的上升下降有一定的控制能力。

排水量是用来表示船舶尺度大小或载运能力的重要指标，是船舶按设计的要求满载货物时排开的水的质量（等于船的自重+货物重量）。排水量通常用吨位来表示，所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数。

潜水艇靠改变自身重力实现沉浮。气球和气艇靠改变物体浸没在空气中的体积来改变受到浮力实现升降。

浮沉条件：

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