Wenn ein Helium-Ballon fliegt, würde dann auch ein Vakuum-Ballon aufsteigen?
Eine Frage, die ich mir schon sehr lange stelle.
Helium ist leichter als Luft, somit hat der Ballon nach ausreichender Füllung eine geringere Dichte als Luft und steigt auf. Aber ein Vakuum = nichts ist leichter als alles, somit auch leichter als Luft.
Nehmen wir an, durch ein leichtes aber stabiles Konstrukt würde der Ballon nicht in sich zusammenfallen, also rund bleiben.
11 Antworten
Ja, ein stabiler "Vakuumballon", der nicht unter dem Atmosphärendruck zusammenbricht, würde schneller aufsteigen als ein Helium- oder Wasserstoffballon.
Richtig, aber ich schätze, der Fragesteller wollte den Limes kleiner Hüllenmassen betrachten. :)
Das ist aber sehr "wirklichkeitsfremd". Die korrekte Antwort hätte sein müssen: Im Rahmen der heutigen technischen Möglichkeiten steigt ein Vakuumballon nicht schneller auf :-)
Das wurde ja in den anderen Antworten ausgebreitet. Aber wie der Fragesteller schreibt, geht es nicht um Wirklichkeit sondern um Theorie:
Ich weiß. Aber angenommen, das Trägermaterial wäre leicht UND stabil genug. Es geht nur um die Theorie.
Du unterschätzt die Kraft des Vakuums. Leicht und stabil schafft man nicht.
Die Theorie ist in Ordnung :-)
Die allgemeinen Bedenken wegen der Stabilität des "Hohlkörpers" allerdings völlig berechtigt. Wenn der "Ballon" einen Radius von 1 m hätte, dann wäre die Oberfläche 4piR^2 = 12 qm groß und müsste eine Kraft von 100.000 Pa * 12 qm = 1,2 MN aushalten.
Da 4/3piR^3 = 4 m^3 Luft etwa 5 kg wiegen, müsstest Du Dich mal in Nanotechnologie umgucken.
Warum versucht nun niemand, sowas zu bauen? Weil die Auftriebskraft von Helium voll ausreicht! Helium wiegt zwar doppelt so viel wie Wasserstoff, aber das macht fast nichts aus für den Auftrieb!
Die Frage ist, was man für den Auftrieb "einspart", und einsparen tut man:
- Helium: 5 kg - 0,7 kg = 4,3 kg
- Wasserstoff: 5 kg - 0,35 = 4,65 kg
- Vakuum: 5 kg
Man wäre mit Vakuum also gerade mal 15% besser dran als mit Helium; bei gleichem Gewicht des Ballons :-)
Schöne Antwort ^^
Es geht mir aber gar nicht um die technische Realisierbarkeit. Sondern nur um Kopfspielchen.
Damit verdienen Patentanwälte ihr Geld! Die Welt ist voll von Erfindern sinnloser Dinge :-)
Dann ist ja gut, dass das hier keine Klausel, sondern nur ein Internet-Forum ist :D
Wovon sollte ein Vakuum-Ballon denn in Form gehalten werden? Durch den äußeren Luftdruck würde er völlig in sich zusammenfallen.
Es müsste sich also um einen formstabilen Hohlkörper handeln, aus dem sämtliches Gas mit einer Pumpe herausgepumpt worden ist. Das Material, aus dem ein formstabiler Hohlkörper bestehen könnte (z.B. Metall), hätte aber seinerseits eine so große Dichte, dass keine Gesamtdichte unterhalb der Dichte von Luft erzielt werden könnte.
Ich weiß. Aber angenommen, das Trägermaterial wäre leicht UND stabil genug. Es geht nur um die Theorie.
Gegenstände, deren Dichte (Masse/Volumen) niedriger ist als die Dichte von Luft, steigen nach oben. So einfach ist das.
"Wenn ein Helium-Ballon fliegt, würde dann auch ein Vakuum-Ballon aufsteigen?"
Jedenfalls.
Allerdings könnte -- materialtechnisch -- die Steifigkeit der Wandung, und damit der Form, etwas heikel werden, da ja der atmosphärische Druck, wie schon seine Bezeichnung andeutet, dagegen Druck ausübt.
Beherrschte man dieses, hätte auch Graf Zeppelin vor rund hundert Jahren, diese preiswerte Lösung bevorzugt.
LG
Der Auftrieb des Vakuums ist knapp 16 % größer als der des gleichen Volumens Helium. Das gibt den Rahmen vor, in dem der Konstrukteur es schaffen muß, die Hülle fest genug zu machen. Der Vakuumballon steigt nur dann schneller auf, wenn er auch insgesamt leichter ist, die Hülle eingeschlossen.