孔明灯制作方法及原理

篇一：孔明灯制作方法及原理

孔明灯制作方法及原理

孔明灯制作的方法：

一、孔明灯起飞条件孔明灯“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

孔明灯制作的方法正文：

一、 孔明灯起飞条件

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

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

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

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℃)；?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。

二、一种简易孔明灯

在上面分析基础上，我制成了一种极易起飞的孔明灯，课上一使用学生兴趣盎然，纷纷自己制作，也都获得了成功。

2.1取材和制作

①取一只大号极薄的塑料手提袋，手提处剪平。

②取一根长约60cm的细铜丝(可用多股软铜线中的一股铜丝)，两端分别系在方便袋口子两边。

③在细铜丝中间包上适量棉花，简易孔明灯便制成了。如图。

2.2放飞

选择没有风的地方(室内也可)，一人两手分别捏住方便袋底部两角，使之开口朝下，并使包有棉花的细铜丝自然下垂。再在棉花上倒上适量酒精，点燃酒精，几十秒钟后，孔明灯便会腾空而起。

2.3注意

①酒精棉花不宜太重，一般可使总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量)在5g以下较易起飞。

②细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好，并注意防止失火。

③如果想把它拉下来，事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下垂。

篇二：孔明灯的原理,孔明灯的制作方法

今年七夕看到很多地方的放孔明灯活动 很向往~~所以有意自己动手试试~~说不定赶上中秋呢~~ 孔明灯，相传是三国时期诸葛亮发明的。它是利用热空气比空气轻，在空气中上升的原理制成的。

三国时期的诸葛亮娴熟韬略，多谋善断，长于巧思。他发明创造的孔明灯是我国古代除风筝以外另一个能飞上天空的人造物体。

一、材料

竹篾、白纸、细铁丝、酒精、脱脂棉、浆糊。

二、制作方法

1、用3张薄白纸糊成一个顶端密封的圆柱体，其周长为225cm，高约90cm。

2、用宽1cm，厚0.1cm的竹蔑扎一个周长约220cm的圆圈，其下底拴2根互相垂直的细铁丝。

3、将竹圈放在圆柱体下端作底，使两者边沿近于重合，用浆糊粘住。

4、用竹蔑扎一个小圆圈，直径约15cm，周围包上脱脂棉约10g，作为燃心，然后挂在两铁丝的交叉点上。

三、放飞

选择晴朗无风的夜晚，一人拿住灯底的左右侧，另一人用酒精将脱脂棉浸透后点燃，直到双手感到孔明灯有上升之势，即慢慢放开双手，孔明灯便徐徐飞起，上升高度可达1000m左右。

附加参考：

孔明灯的原理与热气球的原理相同，皆是利用热空气之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积，而重

量(密度)比空气小时就可飞起，此与水之浮力的道理是相同的。将球内之空气加热，球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出，使内部空气密度比外部空气小，因此充满热空气之球体就会飞起来。

孔明灯结构

热空气气球的升力可以根据计算表来确定，不 要任何换算(图1)。但是必须知道纸气球的直径和纸气球内外的气温(按摄氏计算)。比方说纸气球的直径是2公尺，球内的气温是80度，球外温度是10度。在计算表左横轴上我们找到80度的那个点，从这一点向上引一条线，一直引到与球外温度10度相交叉的地方为止。由这一点从左向右画一条线，直画到与右边这个表里标志著气球直径2公尺的线交叉为止。然后从新得出来的这一点向下引一条线，引到图表右边那一半横轴上。这样在横轴上就可以找到升力的大小是多少克。在我们这个例子中升力是400

克。在预算时，球内气温可按摄氏零上75度来计算，而球外空气的温度可按当时平均气温来计算(夏天是摄氏零上15度)。

现在我们来谈谈孔明灯的制作方法:

一、选用材料:任何纸类皆可为制作孔明灯之材料，但以选取质料较密、较轻、不易著火之材料为最佳。例如:半透明纸。

二、设计构想(绘大略之设计立体图):设计构想必须考虑到

1 球体之重心位置:尽量避免重心偏离垂直中心线之设计，勿使在升空过程中,火源烧到球体。

2 外形、美视、表面加工:外形设计若为不对称形状，必须注意到火源与重心位置。

3.球体重量与火源大小:球体之重量与升力有关而升力之大小决定放火源加热空气之温度高低与球体大小。球体过重与火源过小皆不适宜。

三、制造程序:

1. 计算灯体之体积与计算分割展开之尺寸(图2)。

2 利用这些展开尺寸以厚纸板切割样板。

3 利用样板切割所 之蒙皮。

4 黏合:

(1)黏合方法有二种:

(a)重叠黏法:黏好后黏合处会凸出球表面。

(b)黏好后黏合处平贴球面。

(2)黏合步骤:

(a)先以两片为单位，加以黏合。

(b)重复(a)之黏合步骤，直至外形完成。

5.安装灯源座:以细铁丝或厚纸板制成底座黏於灯体底部，用铝箔或较轻之铝罐制成之燃料桶安装在底座上。

6.测试其稳定度:以吹风机将灯体吹涨，测试其稳定度，并检验有无破洞。

篇三：孔明灯的原理与制作分析

孔明灯的原理与制作分析

执教：耿令华

一、教学目标

1、知识与技能

①、利用所学气体部分的知识解决实际问题的能力。

②、培养学生分析物理现象的能力。

③、在制作过程中培养学生的动手能力。

2、过程与方法

①、通过协作交流体现互动的过程。

②、使学生初步体验合作研究的方法。

3、情感态度与价值观

①、培养学生思维和探究能力以及正确的价值观。

②、通过历史探究使学生对我国传统文化有一定的了解。

二、教学的重点和难点

重点：1、孔明灯起飞的制作过程与放飞后的体会交流。

难点：2、孔明灯起飞的原理分析。

3、孔明灯改进中的负载计算分析。

三、教学手段

1、自制教具与多媒体相结合的方式。

2、分析原理与实验探究相结合。

四、教学过程：

1、引入：我国古代的四大发明是我们中华民族的骄傲，然而在中华民族5000年的历史长河中还有许多的科技发明和创造至今仍改变着我们的生活。当然有的已经改进、有的已经从用途上发生了变化。今天我们就来学习一个我国古代发明中的一个实例。

请看一个谜语：

圆圆方方它都有，

生来上下两个口。

身材模样像酒坛，

夜间走来日就走。 谜底：灯笼（激发学生的兴趣）

灯笼不会飞，但我们稍加改造看看结果如何（将灯笼的顶端封闭，下面加一个酒精棉燃烧）。 （此时自制的教具腾空而起）学生兴趣极浓。 今天我们研究的主题就是孔明灯的原理与制作分析。

先来了解一下孔明灯的历史和现在的用途：

1、“孔明灯”又叫天灯，相传是三国时期诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，里面扎着求救信，终于成功脱险。后世就叫此灯为“孔明灯”。

2、孔明灯之所以叫孔明灯，我们的民间是这样说出孔明灯的由来的。当年孔明被司马懿围困，全军上下束手无策，诸葛亮妙计一出，命人拿来白纸千张，糊成无数个天灯，做出来的天灯有点像孔明先生所戴的帽子，再利用烟雾向上的引力带着它们升空，一个个小小的天灯升起，加上营内的人呼喊着：“诸葛先生坐着天灯突围啦！”，司马懿竟然信以为真，被蒙骗了过去。此计救了诸葛先生一命。

用途：厦门人们在春节时期为了期盼祖国统(来自:WwW.smhaida.Com 海达 范文 网:孔明灯制作方法及原理)一和

对亲人的思念集体在海边释放孔明灯

接下来我们分析一下孔明灯的结构和起飞

的原理：

孔明灯的结构可分为主体与支架两部份：

1、主体大都以竹篦编成，次用棉纸或纸糊成灯罩，

2、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，外面以薄白纸密密包围而开口朝下。

例：有一个孔明灯总质量为5克，孔明灯可看成长方体形状，长为0.2米，宽为0.25米，高为0.4米。大气压强为1.013×105帕。外界环境温度为300K，空气摩尔质量为29g/mol。求：当温度升高到多少度时孔明灯开始上升？

分析：孔明灯起飞的原因是,燃料燃烧时周围气体温度升高，从而排除孔明灯内的气体，使自身重力变小，空气对它的浮力把它拖起来了。

解题过程：有浮沉条件可知，只有满足：

F浮〉G总=G热空气+G灯

即G灯< F浮- G热空气时他才能上升。由此可知他的自重要很轻才能起飞，轻到

什么程度呢？

G灯

G灯<(ρ空气-ρ热空气) gV排

m灯<(ρ空气-ρ热空气) V排 (1)

空气的密度可有理想气体状态方程得出

pv=m/μRT 得p=ρ/μRT (2)

（2）代入（1）

m灯<(1/T空气-1/T热空气)pμV排 (3)

可见其能否飞行油灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。 带入数据解得：T=426.8K。

孔明灯的取材和制作：

1、取一大号极薄的塑料袋,取一根长约60cm的细铜丝，两端

穿在塑料袋口子两边。

2、在塑料袋上写上自己的心语。

3、在细铜丝中间包上适量棉花。

4、一个同学提塑料袋的上方，另一个同学点燃酒精棉。

5、点燃10秒左右后，释放孔明灯。

6、观察放飞情况。

制作孔明灯的注意事项：

1、酒精棉花不宜太重，一般可使总质量在5g以下较易起飞

2、细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致融化塑料袋为 好，并防止失火。

篇四：孔明灯的制作方法和材料

热学手工制作

孔

明

灯

的

制

作

方

法

及

材

料

选 （

含

择 估

价

）

制作目的：手工制作孔明灯

制作要求：制作出来的孔明灯美观大方，并且可以放飞。

所需材料：竹子、铁丝、塑料薄膜、废毛巾、油脂（或其他燃料）

工具：刀、透明胶、钳子、

制作原理：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

的重力)要很轻才能起飞，G灯

气gV，G灯<(ρ空气-ρ热空气)gV排，m灯<(ρ空气-ρ热空气)V排，

空气的密度可由理想气体状态方程得出。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。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。

制作步骤：①取一只大号极薄的塑料手提袋，手提处剪平。

②取一根长2米的竹子，用刀削成直径0.5cm的细条，捆扎成圆形，

用极细的铁丝以＋型与竹子连接作为加热支架。

③另找一塑料薄膜（薄的、轻的）围成与竹子圈一样大小的筒状，筒

高0.5米，将筒的上面也用薄膜加盖密封，薄膜下面与竹子用透明胶

粘好。再找一块废旧的毛巾20cm*20cm，沾少许煤油（放飞前倒油脂）。

注意事项：①酒精棉花不宜太重，一般可使总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花

的总质量)在5g以下较易起飞。

②细铜丝长度要适当，以使酒精燃烧后不致溶化塑料袋为好，并注意

防止失火。

③如果想把它拉下来，事先可在细铜丝中间再系一根细铜丝让它下

垂。

安全提醒：放飞时较危险，禁止一个人操作，必须有其他人协助。首先要选择一

个宽敞，四周无高树和电线的地方，晚上放飞的观赏效果很好，放飞

时先将油脂倒一些在毛巾上，将毛巾放在铁丝支架中心，一人把孔明

灯的薄膜从上面提起，另一人点燃毛巾，毛巾燃烧使薄膜内的空气受

热变轻，提灯的人感觉孔明灯的薄膜膨胀变轻，（此时较危险，不注

意的话容易将薄膜点燃。如果放飞的场地有树枝把灯挂住，就会发生

火灾，一定要小心）即刻顺手缓缓放出，孔明灯徐徐自动升空。达到

一定高度后，空气稀薄，燃烧逐渐熄灭，不足以支撑它继续升起，或

燃料烧完，孔明灯没有上升的动力后，跌落。

材料股价：1、竹子（长2米）约5元；

2、铁丝（超细）约1元；

3、塑料薄膜（面积较大）约10元；

4、废毛巾（自己找）；

5、油脂或其他燃料实验室可提供；

6、刀、透明胶、钳子实验室提供。

合计：需购买物品总价（16到20元）。

篇五：孔明灯的原理与制作实验设计

孔明灯的原理与制作实验设计

图1

孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（即诸葛亮）所发明。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，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。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子，因而得名 那么，孔明灯是为什么能够升空呢？

孔明灯的结构可分为主体与支架2部份。如图2所示

图2

原理：孔明灯在空中时受到两个力的作用：空气的浮力F浮力和它自身的重力G1与空气的重力G2，总重力为G=G1+G2。没有点火时，由于总的重力G>F浮力，所以孔明灯不能升空。但是点燃燃料时，燃料燃烧使周围空气温度升高，气体受热膨胀，从而排出孔明灯部分空气，使总的重力G变小，当G

具体的实践：

由浮沉条件可知，只有满足： F浮力>G=G1+G2时，即：G1

假设空气加热前的密度为?0，加热后的密度为?，孔明灯主体内部体积为V，孔明灯的质量为m。

因为孔明灯主体和支架的质量已固定，能够改变的只有主体内部空气的质量，由于

F浮力=?0gV排， 加热后空气的重力为G2'??gV， 又因为V排?V

则G1

??

pMRT

?

?为空气密度，p为气体压强，M为空气摩尔质量，R为气体常数，T为 热力学温度。把?式代入?式可得 m?

pMVR

(1T0

?1T)

?

其中p=1.01325×105Pa为标准气体压强，M=0.029kg/mol为空气摩尔质量，R=8.31J·mol-1·K-1为气体常数，T0为空气温度，T为孔明灯内部气体加热后的温度。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。

数据估算：

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=V排=0.5m×0.5m×0.4m=0.1m3；加热后的空气温度：T热空气=500K(227℃)。

代入?式得：

m?

pMVR

(

1T0

?

1T

5

)

?1

?

1.01325?a?10?0.029kg?mol

8.31J?mol

?3

?1

?0.1m

3

?K

?1

(

1300K

?

1500K

)

?47.2?10kg?47.2g

在上述条件下 孔明灯总质量在47.2g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=20g时，由?式变形并代入数据得：T=361K

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，当空气温度为300K时，

m?

pMVR

(1T0

?1T

)?117.8g

，

即当m≥117.8g时，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。

制作过程：

孔明灯的制作多种多样，形式也各异。但是不管是何种形式的孔明，制作时必须满足浮力大于总的重力。下面介绍灯笼式孔明灯的制作方法。

工具和材料：拷贝纸(规格787×l092毫米)、小刀 、.剪刀、.棉线、工业酒精 、502胶、细铜线 、棉花、竹条；??

步骤：

1. 用3张拷贝纸粘在一起，再用剪成长宽分别为2米，1米的矩形，如图2所示，把矩形纸张卷成周长为2m的圆筒，如图

4

2. 用小刀将竹条（2米）削到厚薄3毫米以内，然后，把竹条弯成一个圈，用棉线固定。竹子有弹性，竹圈可能会不圆，可以用小火烤一烤，使竹圈固定成圆形，再把竹圈粘牢在圆纸筒下口的纸边上,??

3. 用拷贝纸剪两个半径为0.32m的圆纸片，一个圆纸片把圆纸筒上口糊住不漏气，另一个圆纸片再在中间剪掉一个半径0.15m~0.20m的圆口后把它糊在圆纸筒下口边上

4. 把铜丝绑在竹圈两端，在铜丝上绑上棉花，浸上酒精，点燃后就可以放飞了。

注意（1）要选用柔韧性较好的竹条，否则很容易断掉；

（2）糊纸时要小心，接缝处要糊得不漏气，不要把纸弄破，以免影响孔明灯的升空；

（3）孔明灯大小要合适。太小，很难升上天；太大要消耗太多的燃料，也不易控制；

（4）孔明灯必须要在无风的天气和空旷的场地上放飞，否则可能会引起火灾。放飞时，需要2－3人的共同协力，儿童放飞孔明灯时强烈要求有成年人陪同。

制作好的孔明灯能否飞得起来，试飞前可以进行检验一下。比如，以上制作的孔明灯，体积为V??r2h?0.32m3，根据m?

pMVR

(1T0

?1T)?

pMVRT0

知道，当

气温为T0?27。C时，m?353.4g孔明灯才有可能升空。用天平称制作好的孔明灯（包括酒精，棉花）质量。假如制作好的孔明灯质量小于353.4g，理论上可以升空；假如质量超过了353.4g，则不能升空。所以制作时要尽量选质量轻一些的材料制作孔明灯，而且要做的大一些，制作好的孔明灯就越容易升空。

课后思考：

当孔明灯点火上升时，孔明灯内的空气由于受热而膨胀，气体向下运动，根据反冲运动的知识，孔明灯应该获得一个向上的冲量，这个冲量对孔明灯的升空用没影响呢？如果有，影响大不大呢？

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