Quels paramètres influent sur le vol des montgolfières?

Air chaud plus léger
D’après la loi des gaz parfaits, au plan microscopique, l’air est composé de particules invisibles appelées molécules. Quand l’air est froid, les molécules se rapprochent. Quand l’air est chaud, les molécules s’agitent et s’éloignent les unes des autres. Contenu dans un même volume, le nombre de molécules d’air chaud est plus petit que le nombre de molécules d’air froid. Ainsi, on peut conclure qu’à pression constante, l’air chaud est plus léger que l’air froid.

Ceci est aussi confirmé par l’approche thermodynamique qui nous donne la formule suivante pour calculer la masse volumique :
 
ρ=  M/R*  P/T
Avec 
    R = 8,31 J.mol-1.k-1 : constante des gaz parfaits
    M = 28,96.10-3 kg/mol : masse molaire de l’air sec
    P = 1,013.105 Pa : pression à l’altitude 0m
On trouve
ρ= 353.03*  1/T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
On voit qu’à pression constante, quand la température augmente, la masse volumique diminue. Pour un même volume, l’air devient donc plus léger quand il est chauffé.
Ainsi l’air chaud permet à la montgolfière de s’élever car la masse volumique de l'air à l'intérieur est plus faible que celle à l’extérieur de la montgolfière.