像鸟儿一样翱翔在广阔的天空,飛行一直是人类的梦想。热气球是最早的飞行器之一。1783年11月21日下午,法国蒙哥尔菲耶兄弟经过反复试验,终于在巴黎穆埃特堡成功进行了世界首次载人热气球飞行。这次飞行持续了25分钟,飞越了半个巴黎。如今,热气球作为一项体育运动,深受大众喜爱,世界各地纷纷举办盛大的热气球节。当人们为一个个五彩缤纷的巨大热气球腾空而欢呼雀跃时,或许有人会问:热气球为什么能升起来?
热气球升空借助于空气的浮力。空气对热气球的浮力大小等于热气球所排开空气的重力。只要热气球(连同所携带的重物)的平均密度小于空气,热气球就能浮起来。热气球升空前需要加热,气球内的空气加热后体积膨胀,密度变得越低、密度差越大,所能携带的重物也就越多。如果我们不用热空气,使用密度较低的氦气或氢气来充填气球或飞艇,也能获得足够的升力,实现空中飞行。
对浮力的利用由来已久。古希腊科学家阿基米德为了帮助叙拉古国王希伦二世解决王冠含金纯度难题,首先发现了浮力产生的原因,后人称之为“阿基米德原理”,即物体在液体或气体中所获得的浮力,等于该物体所排开的液体或气体的重力。阿基米德原理有许多应用,例如用于计算物体的密度和船舶的最大载重量。救生衣中充满了空气,由于空气的密度远低于水,可以帮助落水者漂浮在水面上等待救援。中国作为娱乐或祈福之用的孔明灯也利用了热空气产生的浮力。据传,诸葛亮曾被司马懿围困,他制作了下部装有油棉布团的纸灯笼,点燃布团后,纸灯升上天空传递求救信号,最终得以脱险。传说中的“曹冲称象”故事也是巧妙利用浮力定律的一个绝佳例子。

