孔明灯是利用什么原理升空的

孔明灯升空的原理是：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。

孔明灯的由来

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。

热气球原理。

原理：

孔明灯下方的燃料的燃烧的时候，灯内的空气受热上升，因而空气的密度变小，从下方的灯孔排出，因为制作灯的材料要轻捷，所以从灯孔产生的升力会大于灯的重量和灯内的热空气。所以孔明灯就会飞上天了，不过就如二楼说的，灯的材料重量是有范围的，越轻越好的。

寓意：

这种会飘上空的纸灯笼，传说是三国时期的蜀国丞相孔明（诸葛亮）所发明，后人于是把它称为“孔明灯”。孔明灯当时用作军事信号灯，孔明借此在夜里调兵遣将。时过境迁，今天放孔明灯，不再是战场上的信号，而是作为中国民间的一种节庆活动。

人们相信孔明灯能把一整年的晦气、厄运带到九霄云外，所以纷纷在其中一个孔明灯上写下自己的愿望，让它“随灯而上”，“一一实现”。

而相爱的恋人们，则可在孔明灯的灯罩上写下各种相爱的誓言，渴望相守的心愿，放飞这些心愿灯，让相爱的心随之一起飞翔

孔明灯没有蜡烛，只有一块蜡块，灯的下方有一个铁线，那块四方蜡的中间有一个孔用铁线串过蜡块固定就可以点火。

孔明灯的燃料也区分多种，最常见的是白色小蜡块燃料，主要成分是石棉和蜡油，稍微高档些的孔明灯燃料一般是纸板和棉布专门定制的棉布燃料，火力更大。孔明灯可大可小，一般为椭圆形，爱心形，圆柱体或长方体形状。

近些年，市场也有一些新颖的款式，比如四彩款，椭圆带飘尾款的，蝴蝶款和枫叶形状的孔明灯，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。

扩展资料：

孔明灯的结构可分为主体、底圈和燃料三部份，主体大都采用安全阻燃棉纸或加厚阻燃拷贝纸糊成灯罩，普通纸张因为燃点低，不耐高温，所以市场售卖的孔明灯大多都是添加了阻燃剂的安全阻燃纸，底部的支架则以竹削成的篦和铁丝组成。

部分出口国外的外贸货使用的是竹条和高档防火棉线制作的底圈，超大号的孔明灯底圈大多采用玻璃钢杆和包塑铁丝作为主要制作材料。

孔明灯原理

1、内部空气温度升高，压强增大。

2、内部气体被排出，反冲力使孔明灯上升。

独立分析第一种情况

将孔明灯简化为圆柱：设灯的质量为M，体积为V，底面积为S，大气压强为P，温度为T；

PV＼T＝P’V｜T’

△P=（P’-P）=P（T’-T）｜T

若要孔明灯上升，则：

△PS>Mg

T’=MgT|PS+T

由此可见，内部气体温度至少达到T’时才可使灯上升；加热过程中不可避免存在热交换，所以要尽量减小M，增大S。

独立分析第二种情况

将孔明灯简化为圆柱：设灯的质量为M，体积为V，底面积为S，大气压强为P，温度为T，排出气体速度为v(未知),流量为u;

dm v = F dt

F >Mg

v>Mg/dm

等内气体一定，若想孔明灯上升高度尽量高，则需要排气时间尽量长，即dm尽量小，可知底面积 S须尽量小。

综合一二

P(T’-T)S/T+uv>Mg

S<(Mg-uv)T/(P(T’-T))

孔明灯升空原理和现代热气球上升相似，由于孔明灯为娱乐目的，并不要求太高的高度，所以一般孔明灯为开底，但是质量往往很小；而热气球则做成封闭形式，说明此事提供上升动力的一般为第一种情况。

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。

由浮沉条件可知，只有满足：

F浮>G总=G热空气+G灯

即：G灯<F浮-G热空气

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。

把(2)式代入(1)式可得

把(2)式代入(1)式可得

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=101325×105Pa；孔明灯容积：V容=V排=02m×025m×04m=2×10-2m3；加热后的空气温度：T热空气=500K(227℃)；ρ空气=0029kg/mol代入(3)式得：

在上述条件下孔明灯总质量在944g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=4×10-3kg，由(3)式变形并代入数据得：

即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

即m灯≥2356g，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。

1、孔明灯看着体积很大，但实际上质量却非常的轻巧，大部分时候，都是用薄薄的纸，糊在了孔明灯的外层，使得孔明灯的内部有着足够的空间。

2、而且轻巧的质量，以及巨大的外形，为孔明灯的腾空，提供了非常有利的条件。这是孔明灯，能够升空一个重要的原因。

3、即便是在没有火焰的情况下，只要将孔明灯，置于风口处，也很容易就让它飞起来。或者是随着风力，而四处飘荡。

4、在孔明灯的内部，有一个一直燃烧的火焰，通过火焰的作用，使得孔明灯周围的空气被加热。在这样的情况下，热空气就会向上升，而冷空气则会下沉。

5、而孔明灯半封闭的灯罩，就能够很好地将这些热量聚集起来；为整个孔明灯，产生一定的浮力，使得孔明灯，能够顺利地飘起来。

6、但这种浮力，却会因为内部火焰的燃料耗尽，而出现浮力不足以支撑重力的情况。这样情况下，孔明灯也就会慢慢地降落下来，又落回到地面上。

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