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Dia a Dia

Calculadora da Sustentação de Balões de Hélio (Quantos Balões para Levantar uma Carga)

A força de sustentação do hélio por litro à sua temperatura e pressão, a sustentação de um balão depois do seu próprio peso e quantos balões são precisos para levantar uma dada massa.

Resultados

Sustentação por litro de hélio 1,0377 g/L
O mesmo como força por litro 10,18 mN/L
Sustentação bruta de um balão 14,5 g
Sustentação líquida de um balão (sem o seu peso) 11,5 g
Balões precisos para essa massa 9

O que faz esta ferramenta

O hélio sustenta por deslocar ar, que pesa mais: sustentação por litro = (ρ_ar − ρ_He) × g, com cada densidade tirada da lei dos gases perfeitos. A 20 °C e à pressão ao nível do mar dá pouco mais de 1 g de sustentação por litro, ou cerca de 1 kg por metro cúbico — e é por isso que levantar uma pessoa pede centenas de balões de festa, o que nunca se deve tentar. O ar frio dá um pouco mais de sustentação e a altitude dá menos. Um balão de látex típico de 11 polegadas leva cerca de 14 litros, mas o seu peso e a pureza do hélio (o gás de festa muitas vezes não é puro) tiram umas gramas ao resultado, por isso os valores reais são um pouco menores.

Fórmula

lift per litre = (ρ_air − ρ_He) × g, ρ = p M ÷ (R T) (M_air = 28.965, M_He = 4.0026 g/mol)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
vVolume de um balão cheioL
tcTemperatura°C
pkPressãokPa
wbPeso de um balão vazio com a fitag
ldMassa que quer levantarg
LGSustentação por litro de héliog/L
LFO mesmo como força por litromN/L
GLSustentação bruta de um balãog
NLSustentação líquida de um balão (sem o seu peso)g
NBBalões precisos para essa massa—

Exemplo resolvido

  • Volume de um balão cheio14 L
  • Temperatura20 °C
  • Pressão101,325 kPa
  • Peso de um balão vazio com a fita3 g
  • Massa que quer levantar100 g
  • Sustentação por litro de hélio1,0377 g/L
  • O mesmo como força por litro10,18 mN/L
  • Sustentação bruta de um balão14,5 g
  • Sustentação líquida de um balão (sem o seu peso)11,5 g
  • Balões precisos para essa massa9

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.