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
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
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
v | Volume de um balão cheio | L |
tc | Temperatura | °C |
pk | Pressão | kPa |
wb | Peso de um balão vazio com a fita | g |
ld | Massa que quer levantar | g |
LG | Sustentação por litro de hélio | g/L |
LF | O mesmo como força por litro | mN/L |
GL | Sustentação bruta de um balão | g |
NL | Sustentação líquida de um balão (sem o seu peso) | g |
NB | Balões 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.