Поднимает ли газ гелий больший вес в воздухе, когда он распределяется по большому объему, по сравнению с равным весом сильно сжатого небольшого объема?

Возможно ли, чтобы метеозонды, заполненные газообразным гелием, поднимали вес самого себя и гелиевый резервуар (максимально возможный фунт / кв.дюйм), который может соответствовать объему подъемного газа в нем?

Предполагая, что в качестве восходящего транспортного средства используется типичный материал для метеорологических аэростатов, упадет ли баллон с гелием, закачанным обратно в резервуар, на поверхность Земли?

Постскриптум В воде вес, а также площадь поверхности для этого веса определяют его плавучесть - корабли и т. Д. 5 тонн плотной блочной стали будут погружаться в воду, но распространяться по достаточно широкой области, вместо этого она должна плавать.

Разве это не относится к разнице между газообразным гелием, заполняющим больший объем баллона, и компактным резервуаром высокого давления?

В качестве проверки реальности давайте рассмотрим промышленные газовые цистерны, поскольку технические характеристики легко доступны.

Бак для водорода BOC размера D имеет общий вес 57 кг и содержит 23 кг водорода при 230 бар.

При атмосферном давлении водород имеет плотность 0,09 кг на кубический метр, поэтому вы получаете около 255 кубических метров газа при атмосферном давлении.

Это даст подъем около 250 кг, что значительно больше, чем общий вес резервуара. Вы также можете немного улучшить это, улучшив производительность цилиндра, например, композитный резервуар может значительно снизить «мертвый» вес системы.

Проблема заключается в сжатии газа обратно в резервуар, для которого потребуется компрессор высокого давления плюс источник питания для его работы. Это, вероятно, не полностью выходит за рамки возможного, но будет в значительной степени поглощать полезную нагрузку и, вероятно, не стоит того, поскольку единственное преимущество этой системы по сравнению с простой вентиляцией газа - это экономия стоимости самого газа.

Таким образом, короткий ответ таков: да, это, вероятно, возможно (хотя, вероятно, очень дорого), но в этом нет никаких реальных преимуществ.

Если вы смотрите на что-то немного большее и более сложное, например на пассажирский дирижабль, то, возможно, поскольку у вас уже есть бортовой блок питания и накладные расходы на компрессоры и баки могут быть полезны, но для этого потребуется довольно серьезное технико-экономическое обоснование фактической концепции дизайна, чтобы сказать наверняка.