良問 熱70：熱気球が浮き上がる条件

このシミュレーションについて

内部の空気を加熱して軽くすると、熱気球は浮力で浮き上がる。地表でつり合う温度と、浮上後に空気の温度を上げて静止したときの内部・外部の空気の密度を確かめる

動かせる条件

場面 ／ 地表での内部の温度 T ／ 浮上後の内部の温度（T₀ の α 倍） ／ 浮上した高さでの気圧（P₀ の β 倍） ／ 内部空気以外の質量 M ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：内部の圧力は開口部で外気とつながっているので外気圧に等しい。状態方程式から（圧力が同じなら）密度×温度が一定になり、温度が上がると内部空気が軽くなる。浮力は気球が押しのけた外気の重さ。
• やってみよう：①地表の場面で温度 T を上げて、気球が浮き上がり始める温度を探す。②M を大きくすると浮き上がる温度はどう変わるか。③浮上後の場面で、気圧の比 β を変えて外気の密度がどう変わるかを見る。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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