Warum fliegt ein Heißluftballon?

Heißluftballon – Auftrieb einfach erklärt

Hast du schon einmal einen Heißluftballon gesehen und dich gefragt, warum er in der Luft schwebt? Dafür gibt es eine physikalische Erklärung, die wir uns im Folgenden genauer anschauen werden.

Heißluftballon – Aufbau

Der Aufbau eines Heißluftballons ist relativ simpel. Er besteht aus einer Art großem Beutel, der aus leichtem, aber stabilem Material gefertigt ist. Fliegt er, so ist dieser Beutel der Teil, den wir als Ballon bezeichnen. An diesem ist ein Korb befestigt, in dem sich die Menschen während der Fahrt aufhalten. Zudem gibt es einen sogenannten Brenner. Meist handelt es sich um einen Propangasbrenner, in dem das Gas Propan verbrannt wird.

Als Erfinder der Heißluftballons gelten die Brüder Joseph Michel und Jacques Etienne Montgolfier aus Frankreich.

Heißluftballon – physikalische Grundlagen

Sowohl die Luft außerhalb als auch innerhalb des Ballons besteht aus Teilchen. Diese Teilchen können sich frei bewegen. Bei höheren Temperaturen bewegen sich die Teilchen schneller und benötigen dafür mehr Raum. Das Volumen, das die Luft benötigt, steigt also mit steigender Temperatur an. Da nun die gleiche Anzahl an Teilchen auf ein größeres Volumen verteilt ist, sinkt die Dichte der Luft. Ein gleich großes Volumen an Luft ist also leichter, wenn es wärmer ist. Auf diesem Prinzip beruht die Funktionsweise eines Heißluftballons.

Heißluftballon – Funktion Physik

Schauen wir uns nun an, warum ein Heißluftballon fliegt. Liegt der Ballon am Boden, dann ist er sehr schlaff. Zum Starten wird die Luft im Ballon mithilfe des Propangasbrenners erwärmt. Die Luft im Ballon dehnt sich also aus und er nimmt die Form an, die wir von fliegenden Ballons kennen. Da die Luft im Ballon nun wärmer als die Luft außerhalb des Ballons ist, heißt das, dass sie auch eine geringere Dichte hat. Heiße Luft steigt in der sie umgebenden dichteren Luft auf. Der Ballon steigt nach oben. Damit die Luft nicht wieder abkühlt und der Ballon sinkt, wird der Luft durch den Brenner kontinuierlich Energie zugeführt. Um zu landen, wird die Luft im Ballon abgekühlt. Die Dichte steigt und der Ballon sinkt langsam wieder nach unten.

Heißluftballons schweben, weil heißere Luft eine geringere Dichte hat als kalte Luft.