about Air balloon

Air balloon use hydrogen gas, nitrogen, and helium to fly.

hydrogen gas which is the lightest gas because of the number of protons, neutrons, and electrons that make very little hydrogen atom.
nitrogen gas in the air reaches 80%. The number of protons and electrons that make up the nitrogen atom is much more of the hydrogen atoms so that the relative atomic mass of nitrogen fourteen times greater than the relative atomic mass of hydrogen.

The second lightest gas used to fill the envelope is helium. Although heavier than hydrogen, but this gas can still be on the air with a load.

Working Principle Air Balloon
The working principle of the balloon is to make the air inside the balloon is lighter or has a density smaller than the outside air around the balloon so it can air balloon ride (fly). In accordance with the principle of Archimedes' buoyant force acting on the object that is included in the fluid equal to the weight of fluid removal ".

three main parts, namely air balloon envelope, burner, and basketball.
a. Envelope shape of a bag of balloons in the form of heated air. This envelope is usually made of nylon and reinforced with panels in wicker. Because this is not flame-retardant nylon, then the bottom of the envelope lined with fire-retardant material (skirt) such as PVC.
b. Burner is a tool that serves to heat the air inside the envelope. Burner in the put on top of the passenger's head close to the mouth of the envelope.
c. Basket or baskets are a passenger. Basketball is made of material that is light and flexible.

Style that works in a air balloon
a. Style Floating
will be floating in the air when the magnitude of the buoyant force = gravity air balloon

b. Balloon ride 

when the density of the hot air balloon is smaller than the density of the air surrounding the balloon, causing the balloon lifted

c. balloon Down
the air is cooled by means of discouraging burner. The air begins to cool in the envelope making balloon moves down. This is because the balloon is greater than during the air around the balloon (outside air).

Balon adalah sebuah kantung fleksibel yang umumnya berisikan gas seperti helium, hidrogen, nitrogen monoksida dan udara. Beberapa jenis balon benar-benar murni digunakan sebagai elemen dekorasi, sedangkan jenis lainnya digunakan untuk tujuan-tujuan tertentu. Balon-balon pertama dibuat dari bahan mirip membran yang berasal dari hewan (animal bladder). Balon-balon modern dibuat dari bahan semacam karet, lateks, chloroprene dannilon. Balon modern ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1800-an, akan tetapiproduksi massal balon belum terjadi sampai akhir tahun 1930-an.

Balon udara panas yaitu sebuah balon yang memiliki massa jenis udara yang berbeda dengan udara disekitarnya, Dilakukan dengan cara dipanaskan dengan api sehingga udara akan mengalir dan balon akan naik ke atas. Balon udara panas ini biasanya digunakan oleh militer untuk melakukan pengintaian ke daerah lawan, seiring dengan perkembangan waktu

Balon udara merupakan alat transportasi yang sangat diandalkan sebelum ditemukan pesawat terbang.

 Balon udara dapat digunakan untuk menjelajahi tempat-tempat yang jauh. Akan tetapi siapa penemu Balon Udara ?

Balon udara ditemukan pada tahun 1709 di Lisbon oleh Bartolomeu de Gusmão,

ia membuat balon yang dapat bergerak naik di dalam suatu ruangan setelah udara di dalam balon dipanaskan. Dia juga membuat balon Passarola yang berhasil terbang dari Benteng Saint George sejauh sekitar satu kilometer.

Akan tetapi bagaimana balon udara tersebut bisa terbang ?

Prinsip kerja balon udara  sangatlah sederhana yaitu dengan cara memanaskan udara di dalam balon agar lebih panas dari udara di luarnya. Seperti yang kita ketahui udara yang lebih panas akan lebih ringan karena masa per unit volumenya lebih sedikit.

2.2    Bagian-Bagian Balon Udara

Balon udara secara garis besarnya mempunyai tiga bagian utama yaitu envelope, burner, dan basket.

1.    Envelope yang bentuknya berupa kantong kantong balon tempat udara dipanaskan atau gas hidrogen yang berfungsi mengangkat balon udara dari ladasannya. Biasanya terbuat dari bahan nilon atau yang lebih sederhana dari kertas minyak. Untuk memperkuatnya balon bisa di beri panel- panel anyaman dan bahan sebaiknya dilapisi anti api (skirt

2.    Burner merupakan alat yang yang berfungsi untuk memanaskan udara yang ada dalam balon.

Alat ini juga berfungsi sebagai pengatur tekanan udara agar dapat terbang dengan ketinggian yang diinginkan.

 Terletak di atas kepala penumpang dekat dengan mulut envelope. Gas yang umumnya digunakan sebagai isi balon udara adalah hidrogen dan helium.,

3.    Basket atau keranjang merupakan tempat penumpang mengendalikan balon udara atau penumpang yang menikmati penerbangan balon udara. Basket dibuat dari bahan yang ringan dan lentur dan terletak di bawah kantung udara.

2.3    Prinsip kerja dari balon udara

Pada dasarnya prinsip kerja balon udara sangat sederhana yaitu “dengan cara memanaskan udara di dalam balon agar lebih panas dari udara diluar” (Howstuff. 2008).

 Seperti pada umumnya fluida, hukum Archimedes juga dapat diterapkan pada udara karena udara termasuk fluida. Hukum Archimedes: Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipndahkan oleh benda tersebut.

Prinsip inilah yang menjadi dasar cara kerja balon udara. Berikut akan dipaparkan cara kerja balon udara, mula-mula balon diisi dengan gas panas atau hidrogen hingga balon dapat menggelembung dan volume udara dalam balon bertambah. Hal ini berarti gaya apung akan bertambah besar pula. Pada saat gaya apung lebih besar dari berat total balon, maka pada saat itu pula secara perlahan-lahan balon udara akan naik. Awak balon yang berada dikeranjang (basket) secara terus-menerus menambah gas panas agar balon dapat mencapai ketinggian yang diinginkan. Setelah ketinggian yang diinginkan tercapai awak balon dapat mengurangi gas panas dengan cara membuka katup parasut sampai tercapai suatu keadaan yang seimbang, yaitu gaya apung samadengan berat balon. Pada saat yang demikian inilah balon udara dapat terbang di udara. Namun tidak hanya itu yang diperlukan agar balon udara dapat terbang,awak balon juga memanfaatkan hembusan angin memindahkan balon dari satu posisi ke posisi yang lain.

Ada dua tipe balon udara :

1.      Balon udara yang diisi dengan udara panas

pada jenis balon udara ini terdapat suatu pembakar yang berfungsi untuk memanaskan udara dalam balon sehingga udara dalam balon menjadi lebihringan dari udara luar sekitarnya.

2. Balon udara yang diisi dengan gas yang memang ringan :

-  gas hidrogen, namun kelemahan dengan menggunakan balon berisi gas hidrogen ini adalah mudah terbakar.

-   gas helium, aman namun sangat mahal.

1.      Hukum Archimedes.

Balon udara naik dan turun sesungguhnya mengikuti hukum Archimedes. Seperti misalnya gaya apung yang diterima oleh suatu benda yang melayang di suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkannya.

Dengan persamaan :

Fa = ρ f. Vbf . g 

Dengan : ρ f adalah masa jenis udara.

Balon udara menggunakan prinsip yang sama. karena kita menginginkan balon udara naik ke udara dan melayang pada ketinggian tertentu, maka yang dilakukan adalah mengisi balon sehingga berat udara yang dipindahkan lebih berat dari berat balon udara, Hingga kemudian mencapai titik ketinggian yang diinginkan. Untuk mencapai hal tersebut, prinsip kimia mengajarkan kita tentang mengisi balon dengan gas yang massa molekulnya lebih kecil dari masa rata-rata di udara atau dengan gas panas. Tidak semua gas memenuhi persyaratan itu, apalagi jika ada pertimbangan harga dan keselamatan. Beberapa diantaranya adalah gas Hidrogen (H₂) dan Helium (He).

     Bagaimana cara kerja sebuah balon ?

   massa balon dan muatan, serta suhu gas panas dalam balon yang berbeda ? Kita bisa bermain-main dengan berbagai angka pada 3 besaran diatas. Namun, yang pasti ada hal lain yang harus diperhatikan, yaitu tekanan atmosfer yang bergantung pada altitude. Semakin tinggi dari permukaan air laut, semakin rendah tekanan atmosfer, penurunannya secara eksponensial. Hal ini akan memengaruhi nilai berat udara yang dipindahkan. Gaya dan tekanan pada balon, bila balon diisi dengan air, maka distribusi tekanannya dapat dihitung dan hasilnya dapat disimak. Di mulut balon, tekanannya akan sama dengan tekanan udara luar. Semakin ke dalam balon, semakin besar tekanannya. Harap diingat,tekanan dan gaya adalah besaran vektor sehingga selain mempunyai nilai juga mempunyai arah. Ingat pula, tekanan adalah gaya per satuan luas. Jika diperhatikan, ternyata ada tekanan dan berarti ada gaya yang arahnya kebawah, yang artinya justru menarik balon ke bawah. Namun, gaya ini ditiadakan oleh setengah dari separuh bagian atas balon. Dengan kata lain, hanya seperempat bagian teratas balon sajalah yang bertanggung jawab atas daya angkat balon.

Mengapa tidak dibuang saja separuh bagian bawah balon ? Kalau kita buang separuh bagian bawah balon, maka pada daerah ekuator balon yang kini menjadi bagian terbawah balon tekanannya sama dengan tekanan atmosfer. Jadi, perbedaan antara tekanan balon dan tekanan atmosfernya adalah  nol. Perbedaan tekanan akan bertambah semakin ke atas dari mulut balon dankita menginginkan perbedaan yang besar di separuh bagian atas balon agar dayaangkatnya besar.

2.      Hukum III Newton (F aksi = F reaksi)

Hukum III Newton juga berlaku pada balon udara yang bergerak. Yang dimaksudkan di sini bukan balon udara yang bergerak karena ditiup angin, tapi karena di dorong oleh udara yang ada di dalam balon.

 Dapat dilakukan percobaan berikut. Ambil sebuah balon biasa dan tiuplah balon sampai balon mengembung. Jangan lupa jepit mulut balon dengan jari agar udara tidak keluar. Lepas jepitan tangan pada mulut balon. Apa yang terjadi ? Balon tersebut bergerak. jika posisi balon tegak, di mana mulut balon berada di bawah, maka balon akan meluncur ke atas. Balon bergerak ke atas karena balon memberikan gaya aksi dengan mendorong udara ke bawah (udara keluar lewat mulut balon). Udara yang keluar lewat mulut balon memberikan gaya reaksi dengan mendorong balon ke atas, sehingga balon bergerak ke atas. Apabila posisi balon dibalik, di mana mulut balon berada di atas, maka balon akan bergerak kebawah. Besar gaya aksi dan reaksi sama, hanya berlawanan arah. Balon mendorong udara ke bawah, udara mendorong balon ke atas. Atau sebaliknya balon mendorong udara ke atas, udara mendorong balon ke bawah. Semakin banyak udara yang ditiupkan ke dalam balon, maka balon bergerak makin cepat ketika mulut balon tersebut dibuka. Hal ini disebabkan karena balon mendorong lebih banyak udara keluar, sehingga udara yang didorong tersebut memberikanreaksi dengan mendorong balon. Semakin banyak udara yang ada di dalambalon, semakin lama dan jauh balon bergerak; semakin sedikit udara dalam balon, semakin pelan balon bergerak. Jadi besar gaya aksi sama dengan besar gaya reaksi, hanya arahnya berlawanan.

2.5 Manfaat adanya balon udara

Dalam pengembangannya didalam kehidupan balon udara memiliki beberapa manfaat dalam bidang militer, ilmu pengetahuan, serta wisata.

1.      Keperluan militer

Espionage balloon (Balon spionase) adalah suatu pengembangan dari balon udara yang digunakan militer pada Perang Dunia I untuk tugas pengintaian.

2.      Keperluan Ilmu Pengetahuan

a.       Cuaca

Balon cuaca (Weather Balloon) merupakan pengembangan balon udara yang bertujuan mendapatkan informasi tentang: temperatur, kelembaban relatif, tekanan, kecepatan angin dan arah angin. Untuk

Gambar 1.2

Balon Cuaca (Weather Balloon)

mengukur temperatur, kelembaban relatif digunakan alat radiosonde, disamping itu alat ini juga dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi ozon.

b.      Penelitian (Riset)

Research balloon (Balon riset) merupakan pengembangan balon udara untuk membantu penelitian dan penggunaannya tidaklah hanya digunakan dipermukaan bumi, tetapi juga sampai riset di atas lapisan atmospir dan planet lain (mis Venus).

Gambar 1.3

Research balloon (Balon riset)

c.       Keperluan Wisata

     Dalam keperluan wisata banyak balon udara yang digunakan untuk berwisata dalam bentuk yang beragam dan berfariasi.