Question

气球加热气后为什么质量不变

Answer 1

质量不变（质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、所处的空间位置变化无关） ，密度变小（质量/体积=密度）。在气球里面，气体的总量不变，质量当然不变.但由于膨胀，体积变大，由密度=m/v可知，密度会变小。
这就像水和冰，水结成冰后密度变小。把冰块按入水底，它总漂上来，就是因为冰比水密度小的缘故。气球升空的原理简单地说就是:球囊内空气被加热后密度变小，质量轻于球囊外相同体积的冷空气，于是球囊产生浮力而升空(像冰块在水中上浮一样)。对航空器而言，我们把这一浮力叫做升力。比如一个标准的AX-7级的热气球，它的球囊体积为2180立方米(77000英尺3)，在海平面气温15℃时，该球囊内空气总质量为2670公斤。燃烧器将球囊内空气加温时，囊内空气膨胀，密度变小，膨胀后多余的空气从气球底口排出。囊内2180立方米的热空气达到100℃时，质量变为2070公斤，比相同体积的冷空气(15℃)轻了600公斤，此时气球产生了600公斤的升力。如果气球飞行总质量小于600公斤，气球就可以上升了。