목 적 : 공기를 가열하면, 부피가 팽창하고, 밀도가 작아져서 위로 떠오름을 보여 준다.
준비물 : 유산지(혹은 대형 비닐봉지), 풀, 가위, 알루미늄 컵, 솜, 가는 철사, 가스버너.
방 법 :
① 열기구 만들기
∙ 전통적으로 호박형의 모양이 널리 쓰이는 데 위 각도는 60°정도가 적당하다.
∙ 유산지 전지를 반으로 접어서 오른쪽 모양과 같이 밑그림을 그린다.
∙ 밑그림이 펼쳐진 경우 옆의 그림과 같은 모양이 나오면 된다.
∙ 위 모양과 같은 종이조각 6장을 만든 후, 각각의 옆면을 풀로 붙여 나간다.
∙ 다 붙이고 난 후 펼치면 호박 모양과 같은 형태가 되어야 한다.
∙ 위 부분에 육각형 모양으로 유산지를 붙여서 마무리한다.
② 열기구 날리기
∙ 열기구가 잘 뜨자면 기구의 체적이 커야하며 기구내의 온도와 대기의 온도 차이가 크게 나 고 무게가 가벼워야 한다.
∙ 3명이 열기구를 잡고 한사람은 아래쪽 입구를 버너를 이용해 열을 가한다.
∙ 기구가 부풀어질 때까지 들고 있다가 팡팡해지면 손을 놓는다. 어떻게 되나? 원리를 설명해 보자. 열기구가 더 잘 날려면 어떻게 하면 될까?
결 과 : 위로 떠올라 있다가 한참 시간이 지난 후 내려온다.
원 리 : 나무나 배가 물에서 뜨는 원리는 일찍부터 알려졌으나 공기 중에서도 같은 원리로 가벼운 기체가 뜰 수 있다는 것은 훨씬 뒤에야 깨닫게 되었다.
“유체 속에서 잠긴 물체는 물체와 같은 유체무게 만큼의 부력을 받는다.”는 것이 아르키메데스의 원리이다.
열기구가 뜨려면 열기구내 가열공기의 무게와 열기구 자체 무게의 합이 열기구가 차지한 공간에 의한 부력보다 가벼워야 한다. 그러므로 상승력은 이 두힘의 차이이다. 전형적인 4인승 열기구의 경우 2180m3의 크기로 제작되고 100℃의 비행온도로 600Kg 정도의 하중을 견딘다. 열기구를 무슨 모양으로 어떤 재질을 사용하여 만들 것인가? 탑승용 열기구의 경우 나일론이나 폴리에스터 섬유에 바람이 새지 않도록 비닐 코팅을 하거나 열로 압착한 재료를 사용한다. 형태는 공 모양, 호박형, 동물모양 또는 여러 가지 상품의 형태로 다양하게 제작된다.
열기구의 재질은 내열성, 보온성이 좋고 가벼우며 싸고 쉽게 구할 수 있는 것이 좋은데 이러한 목적에 맞는 재질은 유산지이며 대형문방구에서 구할 수 있다.
띄우는 방법에는 연료뭉치를 기구에 매달아 띄우는 방법과 가열만 하여 띄우는 방법이 있는데 후자가 안전하고 더 잘 뜨지만 식으 면 곧 내려오는 단점이 있다. 연료를 사용하려면 입구 쪽에 알루미늄 쟁반을 달고, 그 위에 알코올을 묻힌 솜을 올려놓고 불을 붙인다.