Áp suất không khí

Một khi được bơm bằng không khí thường trong khí quyển, không khí bên trong khinh khí cầu sẽ có áp suất không khí lớn hơn áp suất không khí trong khí quyển ban đầu.[22]

Áp suất không khí, về mặt kỹ thuật, là một phép đo lượng va chạm với bề mặt bất cứ lúc nào. Trong trường hợp của khinh khí cầu, cần phải đo xem có bao nhiêu hạt tại bất kỳ không gian thời gian nhất định nào va chạm với thành của bong bóng và bật ra. Tuy nhiên, vì điều này gần như không thể đo lường, áp suất không khí dường như được mô tả dễ dàng hơn là mật độ. Sự giống nhau đến từ ý tưởng rằng khi có nhiều phân tử hơn trong cùng một không gian, nhiều trong số chúng sẽ hướng tới một quá trình va chạm với bức tường.

Khái niệm đầu tiên về áp suất không khí trong một quả bóng cần phải biết là áp suất không khí sẽ "cố gắng" để thoát ra. Với tất cả các áp lực chống lại bức tường bóng (cả bên trong và bên ngoài) sẽ có một sự giãn nở / co lại nhất định. Vì bản thân áp suất không khí là tổng lực chống lại một vật thể, lực ở bên ngoài khinh khí cầu, làm cho khinh khí cầu co lại một chút, trong khi các lực bên trong làm cho bóng bay nở ra. Với kiến thức này, người ta sẽ ngay lập tức cho rằng một quả bóng có áp suất không khí cao bên trong sẽ nở ra dựa trên lượng nội lực cao và ngược lại. Điều này sẽ làm cho áp suất không khí bên trong và bên ngoài cân bằng nhau.

Tuy nhiên, bóng bay có độ co giãn nhất định với chúng mà cần được tính đến. Hành động kéo căng một quả bóng lấp đầy nó với thế năng. Khi bóng bay được thả ra, thế năng được chuyển đổi thành động năng và quả bóng bay trở lại vị trí ban đầu, mặc dù có lẽ hơi giãn ra. Khi một quả bóng chứa đầy không khí, bóng bay đang được kéo dãn ra. Mặc dù độ đàn hồi của khinh khí cầu gây ra sức căng sẽ làm vỡ bóng, nhưng nó cũng bị ép ra ngoài do sự nảy liên tục của các phân tử không khí bên trong. Không khí bên trong phải tác động lực không chỉ để chống lại không khí bên ngoài để giữ cho áp suất không khí được "đều", mà còn phải chống lại sự co lại tự nhiên của khinh khí cầu. Do đó, nó đòi hỏi áp suất không khí (hoặc lực) nhiều hơn không khí bên ngoài vỏ bóng bay. Bởi vì điều này, khi bóng bay khí heli được thả ra và chúng nổi cao hơn, khi áp suất khí quyển giảm, không khí bên trong nó tạo ra nhiều áp lực hơn bên ngoài nó nên bóng bay sẽ bị nổ tung do sức căng. Trong một số trường hợp, heli rò rỉ ra khỏi lỗ chân lông trong bóng bay và bóng sẽ bị xì hơi và rơi xuống.[23]