Si lanzo un globo al cielo, ¿se detiene en algún momento?

Esta será una respuesta larga. Pero la respuesta corta es no, generalmente no. La mayoría de los globos siguen subiendo hasta explotar. Esto suele ser lo que sucede con los globos de fiesta.

Pero depende Los diferentes tipos de globos se comportan de manera diferente. Estoy más familiarizado con los grandes globos que vuela la NASA para llevar instrumentos científicos a alturas muy altas. Nunca he volado en globo.

Hay dos clases amplias de globo: globo de presión cero y globo de superpresión. Un globo de presión cero funciona con el gas de elevación esencialmente a la misma presión que la atmósfera circundante, mientras que un globo de superpresión está diseñado para soportar una presión ligeramente mayor que la presión del aire circundante. Esta diferencia tiene una gran influencia en cómo se controla la altitud. También tiene un gran impacto en la duración del vuelo.

Aquí hay algunas fotos de globos de superpresión. La forma de la calabaza se debe a las líneas de carga que recorren el polo norte del globo hacia el polo sur para reforzar la envoltura y ayudarla a soportar la presión más alta en el interior. La foto de la derecha muestra un globo de superpresión muy grande completamente inflado y operando a una altitud muy alta, como se ve a través de un telescopio. El diámetro de ese globo es de alrededor de 100 m. La carga útil colgante pesa unas pocas toneladas.

Globo de calabaza

Aquí hay un globo de presión cero a gran altitud tomado a través de un telescopio:

Instalación de globos científicos de Columbia

¿Ves los tubos de ventilación colgando? Esos están abiertos a la atmósfera, por lo que cuando el globo alcanza la altitud a la que el helio extiende por completo la envoltura, el helio extra saldrá de esos tubos para igualar la presión. Lanzan estos globos con aproximadamente un 10% de helio adicional, por lo que subirán a la altitud en un tiempo razonable. Pero sin esos tubos de ventilación, ese globo explotaría porque el levantamiento adicional lo llevaría a una altitud más alta, donde comenzaría a desarrollar una sobrepresión que la piel no puede soportar.

A medida que el globo sube a la atmósfera, el volumen de helio se expande porque la presión del aire disminuye cada vez más. El aire se vuelve menos denso y el helio se vuelve menos denso aproximadamente a la misma velocidad. Como resultado, la elevación neta es bastante constante. Dado que se lanza con exceso de helio, sigue subiendo y subiendo hasta expandir completamente la envoltura. Estos globos de la NASA a gran altitud generalmente están hechos de polietileno (material de bolsa de sándwich), por lo que el material está suelto hasta que se infla completamente. De la forma en que lo usamos para estos globos, no desea que el material se estire. Una vez que esté tenso, no querrás llevarlo mucho más allá de ese punto o de lo contrario seguirá estirando (deformación plástica) y se debilitará y seguirá estirando.

Un globo de fiesta de látex o un globo meteorológico son elásticos. Cuando llena un globo de goma, el material se estira pero aún le queda una buena cantidad de estiramiento. A medida que se elevan en el aire, se expanden y el globo se sigue estirando. La presión en el interior es ligeramente mayor que la del aire exterior debido a la presión del caucho. Pero no funcionan como un globo de superpresión, que están diseñados para evitar que el helio se expanda una vez que llega a la altitud de flotación de diseño. Los globos de goma generalmente siguen subiendo hasta que explotan.

Un globo de fiesta de mylar no es elástico como un globo de goma, por lo que es más como un globo de superpresión. Pero tiene tanto helio adicional que es probable que explote a medida que sube en el aire. Si había filtrado algo de su helio y apenas podía escalar, podría subir a una altitud de equilibrio y simplemente flotar allí, operando como un globo de superpresión.

En este video de Youtube, David Hempleman-Adams habla sobre el vuelo (el que mencionaste en los comentarios):

Esta es una captura de pantalla que muestra el globo a las 2:05 en ese video.

Parece que podría ser un globo de superpresión porque tiene las líneas de refuerzo en forma de calabaza. Pero según su descripción de ventilar helio para bajar la altitud y soltar arena para aumentar la altitud, eso significa que lo está operando como un globo de presión cero. Es mucho más pequeño que los grandes globos de la NASA, por lo que es posible que pueda funcionar como un globo de superpresión. (Cuanto más grande es el globo, más difícil es tolerar la sobrepresión).

En los detalles de su pregunta, dijo que su globo se estabilizó a 5000 pies. Sospecho que se debe a que eligió estabilizarse a esa altitud ventilando helio. Solo un globo de superpresión se nivelará por sí solo sin algún tipo de sistema de control. Ese es el valor de los globos de superpresión. No liberas helio y no sueltas lastre. Mantiene la altitud al limitar el helio y mantener su volumen constante (una vez que llega a la altitud de flotación).

En la mayoría de los casos, a menos que tenga un sistema de control de altitud, un globo seguirá subiendo y expandiéndose hasta explotar.

Depende del globo.

El comportamiento del globo se rige por la flotabilidad, ya que el aire es un fluido y el helio es menos denso que él.

A medida que el globo se eleva, el helio se expande y estira el globo, el caucho simplemente puede romperse y liberar el helio en la atmósfera.

Si el caucho sostiene el globo, seguirá subiendo hasta que finalmente llegue a una parte de la atmósfera que sea lo suficientemente fría como para enfriar el helio y aumentar su densidad, de modo que el globo deje de elevarse y se detenga a cierta altitud.

A medida que pasa el tiempo, el globo se desinflará muy lentamente debido a que el caucho deja pasar el helio. El globo finalmente llegará al suelo nuevamente.

“Una forma de”

Es la flotabilidad en sí misma en el trabajo, ya que el aire es un fluido y el helio tiene una densidad más baja. Irían aproximadamente a la misma altura (variaciones estadísticamente insignificantes) donde la densidad del aire es igual a la del helio en los globos.

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