Прикупили детям в Цирке воздушный шарик, наполненный гелием. При выходе на мороз он заметно съёжился. Меньший объём при том же весе – явное снижение архимедовой силы. Будет ли шарик летать?
Уравновешиваем шар грузом так, чтобы он сохранял высоту полёта (фото слева) и переносим его на мороз. Гелий остывает, шар «съёживается» (фото справа). Однако, вместо того, чтобы опуститься, шар взлетает. Чтобы его уравновесить приходиться добавить груз. При возвращении в тепло шар снова разувается, но всё равно снижается. Лишний груз приходится снять (фото снизу).
При охлаждении плотность гелия увеличивается, что приводит к снижению его объёма и подъёмной силы. Но, с охлаждением растёт и плотность воздуха. В результате вес плотного холодного воздуха, вытесненный уменьшившимся в объеме шаром, оказывается больше, чем вес тёплого воздуха, вытесненный полным шаром. То есть подъёмная сила, действующая на газовый аэростат с падением температуры увеличивается.