2018 01 gaz parfait balloon 2331488 pixabayMagnifique, ces montgolfières !
Mais comment se fait-il qu'elles s'envolent ?
Surtout qu'elles emportent même une nacelle et quelques spectateurs émerveillés de voir la Terre "d'en haut"... et sans moteur.
Ah, voilà une bonne occasion de regarder de près la loi des gaz parfaits !
     Avant de lire cette page...

 il peut être utile de lire la page La loi des gaz parfaits

 
 

 

La loi des gaz parfaits relie entre elle plusieurs valeurs facilement mesurables quand on s'intéresse à des molécules de gaz enfermées :

- le nombre de molécules N,

- leur température T, qui traduit à quel point les molécules sont agitées (plus elles ont chaud, plus elles remuent),

- le volume V dont elles disposent dans leur bocal,

- la pression P du gaz dans le bocal

P x V = N x R x T

 

2018 01 gaz parfait hot air balloon 2665819 pixabay

Pour faire s'envoler une montgolfière, on commence par y emprisonner de l'air chauffé avec un bec de gaz.

 

Si on regarde de près la loi des gaz parfait, on peut se faire une idée de ce qui se passe...

Car dans l'équation P x V = N x R x T
P ne change pas (c'est la pression atmosphérique),  
V ne change pas (c'est le volume du ballon),
R ne change jamais (c'est une constante, un nombre fixe) :

P x V = N x R x T2018 01 gaz parfait hot air balloons 1984308 640

 

 

donc si on augmente T (en chauffant l'air du ballon),
le nombre de molécules d'air dans le ballon N diminue
(une partie des molécules chassée au fur et à mesure que l'intérieur du ballon chauffe) .

 La densité de l'air étant devenue plus faible dans le ballon qu'autour du ballon... il commence par s'élever du sol... et s'envole dès qu'on le détache !

 2018 01 gaz parfait hot air balloon 3081433 pixabay

Par contre, pendant le vol, il faut de temps réchauffer l'air qui y est emprisonné : dès qu'il commence à refroidir, de nouvelles molécules en profitent pour s'y glisser et il faut absolument maintenir une faible densité d'air à l'intérieur !

Mais c'est aussi en "jouant" ainsi sur la température que l'on peut choisir de voler plus haut... et finalement de redescendre en le laissant refroidir !

 

Auteur du site

id_vero_2008_50x59.jpgVéronique Parasote
Docteur en physique
Journaliste scientifique

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