孔明灯升空的热学原理是什么？
孔明灯“会飞”原因是：燃料燃烧使周围空气温度升高，密度减小上升，从而排出孔明灯中原有空气，使自身重力变小，空气对它的浮力把它托了起来。
一般升孔明灯时，开始需要人往上助力，使孔明灯有一个向上升的动能，抵消初期的势能。上去后，随着热空气越来越多，就可以走得更高。孔明灯最好的条件是有一定的微风，但不能风太大。否则倾斜后则会烧掉。
扩展资料：
孔明灯又叫天灯，俗称许愿灯，又称祈天灯。是一种古老的中国手工艺品，在古代多做军事用途。现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿，象征丰收成功，幸福年年。一般在元宵节，中秋节等重大节日施放。
相传五代（公元907-960）时，有一名叫莘七娘的女子，随丈夫在福建打仗时，她曾用竹篾扎成方架，糊上纸，做成大灯，底盘上放置燃烧着的松脂，灯就靠热空气飞上天空，用作军事联络信号。这种松脂灯，在四川称孔明灯。相传这种灯笼的外形像诸葛亮戴的帽子，因而得名孔明灯。
另一种说法是相传是由三国时的诸葛亮所发明。当年，诸葛亮被围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
孔明灯上升的主要原理是加热灯内空气，使灯内空气密度减小，从而使灯内气体重力减小，进而灯的总重力小于所受的浮力，于是孔明灯就会上升。
气体的浮力产生原因跟液体浮力产生原因一样。从宏观上看,都可以认为是由物体上、下表面受到气体的压力差产生的浮力。平时所说大气压强是指在同一高度处的大气压强,并且在高度变化不大时,由于大气压强的变化很小,可以忽略不计,因此一般就不考虑这种压强差的存在，但在讨论气体的浮力时,这种压强差就不能忽略。计算公式仍然用F＝ρgV，其中ρ是气体的密度，V是物体排开气体的体积。也可用压力差法求气体浮力，F浮=下表面受压力-上表面受压力。
孔明灯渊源
孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（诸葛亮）所发明。当年，诸葛孔明被司马懿围困于阳平，无法派兵出城求救。孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子，因而得名。
现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的话语，象征丰收成功，幸福年年。
大约于清朝道光年间，由福建省惠安、安溪等县传入台湾的台北县、平溪乡、十分寮地区，即基隆河的上游。据十分寮地区父老前辈的口述，早年于前清年间十分寮地区闹过土匪，由于地处山区，所以村民都向山中逃去，待土匪走后，留守在村中的人，就在夜间施放天灯作为信号，告知山上避难的村民，可以下山回家了，也借此种方式向村民报平安。由于当日由山上避难回家的日子，正是农历正月十五即元宵节，从此以后，每年的元宵节，十分寮地区的村民便以放天灯的仪式来庆祝，且向邻村的村民互报平安。也因此十分寮地区的村民又称天灯为“祈福灯”或“平安灯”。
孔明灯结构
孔明灯的结构可分为主体与支架两部分，主体大都以竹篦编成，次用棉纸或纸糊成灯罩，底部的支架则以竹削成的篦组成。孔明灯可大可小，可圆形也可长方形。一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形，外面以薄白纸密密包围而开口朝下。
欲点灯升空时，在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸，放飞前将油点燃，灯内的火燃烧一阵后产生热空气，孔明灯便膨胀，放手后整个灯会冉冉飞升空，如果天气不错，底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。
孔明灯发明者
诸葛亮（181～234年），三国时杰出政治家、军事家、战略家、散文家、外交家。字孔明，号卧龙。于汉灵帝光和四年（181年）出生于琅琊阳都（今山东沂南县）的一个官吏之家。诸葛氏是琅琊的望族，先祖诸葛丰曾在西汉元帝时做过司隶校尉（卫戍京师的长官）。诸葛亮父亲诸葛圭，字君贡，东汉末年做过泰山郡丞。诸葛亮3岁时母亲张氏病逝，8岁丧父，与弟弟诸葛均一起跟随由袁术任命为豫章太守的叔父诸葛玄到豫章赴任。东汉朝廷派朱皓取代了诸葛玄职务，诸葛玄就去投奔老朋友荆州牧刘表。
建安二年（197年），诸葛玄病逝。诸葛亮和弟弟失去了生活依靠，便移居南阳（①河南南阳卧龙岗；②湖北襄阳（现湖北襄樊）之西二十里隆中）隐居乡间耕种，维持生计。建安四年（199年），19岁的诸葛亮与友人徐庶等从师于水镜先生司马徽。
后为了消除诸葛亮隐居地一事留下的历史纷争，清代在河南南阳做知府的湖北襄阳人顾嘉蘅写道：“功在朝廷，原不分先主后主；名高天上，何须辨襄阳南阳。”
自制孔明灯
工具和材料：拷贝纸、裁纸刀、剪刀、尖嘴钳、棉线、工业酒精、502胶、电线、棉花、竹条。
注意事项：孔明灯必须要在无风的天气和空旷的场地上放飞，否则不但不能飞上天，而且可能会引起火灾。放飞时，需要2～3人的共同协力，强烈要求有成年人陪同。另外，可以在孔明灯底部拴上线，这样既可以重复放飞，又能控制起飞高度和范围，避免引起火灾。
步骤：
A.用裁纸刀将竹条削到厚薄3毫米以内，然后，把竹条弯成一个圈，用棉线或502胶固定。竹子有弹性，竹圈可能会不圆，可以用小火烤一烤，使竹圈固定成圆形。
B.用尖嘴钳把废电线外面的绝缘层去掉就可以得到细铜丝。不过，铜丝不能太细，否则容易烧断，可以用3根铜丝拧在一起避免这个问题。
C.用薄纸剪成一定规格的纸片。将第一张纸片的一边与第二张的一边粘在一起，再将第三张，第四张……依次同样粘上去，直到拼成一个两端漏空，直径约60厘米的球状物。再剪一张圆形薄纸片，把上面圆空口糊住。待干后，把气球吹胀，找一条薄而窄的竹条，弯成与下面洞口一样大小的竹圈，在竹圈内交叉两根互相垂直的细铁丝，并系牢在在竹圈上，再把竹圈粘牢在下面洞的纸边上，糊成的气球不能漏气。
D.把铜丝绑在竹圈两端，再把做好的灯罩粘在竹圈上。在铜丝上绑上棉花，浸上酒精，点燃后就可以放飞了。孔明灯不能太小，否则很难升上天。
放飞：
选择晴朗无风的夜晚，一人拿住灯底的左右侧，另一人用酒精将脱脂棉浸透后点燃，直到双手感到孔明灯有上升之势，即慢慢放开双手，孔明灯便徐徐飞起，上升高度可达1000米左右。
升空程序建议：
孔明灯的制作方法简单，但升空时受到场地与天气的影响较大。风大时易将灯体吹斜而使灯体烧毁，下雨时易将灯体淋湿而无法放飞，因此最好选在无风的时候施放。
（1）先将灯体撑开，并于四周与底部系上控制线。
（2）填装燃料。
（3）点火后，将进气口尽量压低，以减少热气流失，但亦不可过低，以免氧气不足而熄火。同时四周之控制线必须拉直。
（4）加热直至灯体内的热气温度足够后，四周控制线慢慢松开，以维持灯体稳定上升，而底部的控制线必须控制灯体上升之速度与高度。
（5）球体升空后可以线控制其高度、方向，亦可任其自由飘浮，至此升空完成。
孔明灯“会飞”的原因
孔明灯“会飞”的原因：燃料燃烧使周围空气温度升高，密度减小上升，从而排出孔明灯中原有空气，使自身重力变小，空气对它的浮力把它托了起来。
由阿塞米德定律可知，只有满足：
F浮＞G总=G热空气+G灯
即G灯＜F浮-G热空气
这时它才能上升，由此可知它的自重（包括外壶燃料的重力）要很轻才能起飞，轻到什么程度呢？
G灯＜F浮-G热空气=ρ空气gV排-ρ热空气gV
G灯＜（ρ空气-ρ热空气）gV排
m灯＜（ρ空气-ρ热空气）V排（1）
空气的密度可由理想气体状态方程得出。
可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。
具体数据估算如下：
设当天气温：T空气=300K（27℃）；大气压强：1标准大气压，p=1.01325×105Pa；孔明灯容积：V容=V排=0.2米×0.25米×0.4米=2×10-2米3；加热后的空气温度：T热空气=500K（227℃）；ρ空气=0.029千克/摩。
在上述条件下，孔明灯总质量在9.44克时，当热空气温度升到227℃时上升。
假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3千克，则热空气温度只要升高到88℃，孔明灯即可上升。
仍按上述条件，若孔明灯质量m灯≥23.56克，则无论热空气温度升到多高也飞不起来。
由上面分析可知孔明灯要起飞，它的质量不能超过一定值，而且质量越小所需热空气温度越低，也就越容易起飞。
阿基米德定律
阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。这条定律不但适用于液体，在气体中同样适用。
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圭疯梅格： 孔明灯的原理与热气球的原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空.然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积,而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的.将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出,使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来.
内江市18886917413： 孔明灯飞起来的原理 - ？
圭疯梅格： 利用了气体密度变化的原理,燃料燃烧,灯内空气温度升高,气体密度减小,孔明灯收到的浮力增加.当浮力大于重力时,孔明灯就飞起来了.望采纳
内江市18886917413： 孔明灯在点燃的情况下顺利升空,是什么原理? - ？
圭疯梅格： 1 的说法相对来说是比较对的. 热胀冷缩原理 (也就是 PV=NRT 所描述的)点燃后空气受热,为了保持和外大气压的压强相同 ,所以体积要变大,所以受热空气密度减小.不过要片面说重力减小浮力不变 似乎牵强,主要看具体孔明灯了, 2的说法 前面是对的 说内压不外压小,这个完全错误,如果内外压不同 难道不会受力不同 使得体积变小吗?氢气球的内压比外压大,不难破的时候怎么回爆炸呢? 3 如果消耗过多空气灯就点不燃了 所以不能说是主要原因,也算是一部分吧. 说白了就热胀冷缩原理.
内江市18886917413： 孔明灯是利用什么原理升空的 - ？
圭疯梅格： 孔明灯内的火焰加热灯内空气,气体膨胀,密度变小,当孔明灯内的空气质量加上孔明灯骨架的质量小于孔明灯排开空气的质量时,孔明灯在浮力作用下就缓缓升空!
内江市18886917413： 孔明灯能飞起来是什么原理? - ？
圭疯梅格： 原理:燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升,从而排出孔明灯中原有空气,使自身重力变小,空气对它的浮力把它托了起来.
内江市18886917413： 孔明灯升空的原理 - ？
圭疯梅格： 加热得空气比重小,比一般空气要轻,就会网上串.孔明灯上部挡住了往上升得热气,只要热气和外面冷空气产生的压力足够大到比孔明灯的重量大,就会向上走. 一般升孔明灯时,开始需要人往上助力,使孔明灯有一个向上升的动能,抵消初期的势能.上去后,随着热空气越来越多,就可以走得更高. 当然,孔明灯最好的条件是有一定的微风,但不能风太大.否则倾斜后则会烧掉.有微风,还可以吹动孔明灯如萤火虫一样飘逸,很漂亮. 印度洋海啸发生后,为了纪念死者,曾在泰国组织了数千孔明灯放飞,效果非常棒
内江市18886917413： 孔明灯可以飞起来是什么原理? - ？
圭疯梅格： 很简单,热空气上升,冷空气下沉,灯笼内的空气加热后要上升,动力足够的话,就推动外面的灯笼罩一起上升,所以就飞起来了.
内江市18886917413： 孔明灯升空原理 - ？
圭疯梅格： 温度升高气体膨胀密度降低,大气的密度大于孔明灯内部的密度,大气对孔明灯就会产生浮力使孔明灯升空.望采纳!
内江市18886917413： 孔明灯升天的原理？
圭疯梅格： 孔明灯内点有蜡烛或者其他可燃物,这些可燃物燃烧时,把孔明灯内的空气加热,使这些空气受热膨胀,密度小于外界空气密度,根据物体浮沉条件,孔明灯就升了起来.
内江市18886917413： 孔明灯是利用什么原理升空的? - ？
圭疯梅格： 密度浮力,孔明灯即是用燃烧的热空气,热空气体积大,密度小,这个原理就像热气球.
