孔明灯起飞条件

　   孔明灯的结构可分为主体与支架2部份，主体大都以竹篦编成，次用阻燃纸糊成灯罩，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，外面以阻燃纸密密包围而开口朝下。
　　欲点灯升空时，点燃在底部的支架中间的燃料块，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。蒙蒙细雨的时候也能放飞，雨量适当的话，飞灯会一点一点飘起来，另有一番情调。
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=1.01325×105Pa；孔明灯容积：V容=V排=0.2m×0.25m×0.4m=2×10-2m3；加热后的空气温度：T热空气=500K(227℃)；ρ空气=0.029kg/mol.代入(3)式得：　
　　在上述条件下孔明灯总质量在9.44g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≥23.56g，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。