Balões de ar quente são baseados em um princípio científico muito básico: o ar mais quente sobe mais que o ar frio. Essencialmente, o ar quente é mais leve que o ar frio, porque ele tem menos massa por unidade de volume. Um pé cúbico de ar pesa aproximadamente 28 gr. Se você aquecer este ar a 37,8ºC, ele pesa em torno de 7 gr a menos. Portanto, cada pé cúbico de ar contido em um balão de ar quente pode suspender em torno de 7 gr. Isso não é muito, e este é o porquê dos balões de ar quente serem tão enormes - para suspender 453,6 kg, você precisa de aproximadamente 1840,8 m³de ar quente!
Para manter o balão subindo, você precisa de uma maneira para reaquecer o ar. Balões de ar quente fazem isto com um queimador posicionado sob o envelope do balão, quando o ar no balão esfria, o piloto pode reaquecê-lo acionando o queimador.
Um balão de ar quente tem três partes essenciais: o queimador, que aquece o ar; o envelope de balão, que segura o ar; e o cesto, que carrega os passageiros.
A válvula do pára-quedas, de dentro do balão. Uma corda Kevlar corre da válvula no topo do balão, para baixo na cesta, através do centro do envelope.
Essencialmente, estes são os únicos controles - aquecer para fazer o balão subir e dar vazão ao ar para fazer o balão cair. Isto levanta uma pergunta interessante: se os pilotos podem somente mover os balões de ar quente para cima e para baixo, como eles levam o balão de um lugar a outro? Como podemos notar, os pilotos podem manobrar horizontalmente mudando sua posição vertical, porque o vento sopra em diferentes direções e altitudes. Para mover em uma direção em particular, um piloto sobe e desce ao nível apropriado, e pilota com o vento. Como a velocidade do vento geralmente aumenta quando você sobe em altitude na atmosfera, os pilotos também podem controlar a velocidade horizontal mudando de altitude.
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