孔明灯自古以来就是中国传统文化的象征。人们在孔明灯上写下自己的新年愿景，然后点燃蜡烛，孔明灯带着众人的心愿缓缓升空，犹如繁星点缀夜空。那么，孔明灯升空的原理是什么呢？它与载人热气球有什么关系？

孔明灯，相传是由诸葛亮发明的。当年，诸葛亮被围困于平阳，无法派兵出城求救。他算准风向，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。

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2023年4月13日，各族群众和国内外游客在云南西双版纳景洪市澜沧江畔放飞孔明灯，欢庆傣历新年。（李明/人民图片）

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孔明灯的升空运用了一定的原理：人的周围存在可流动的气体，当孔明灯内点燃一支蜡烛时，灯内的气体受热，温度升高，气体受热体积膨胀，使孔明灯内的气体挤出一部分，造成孔明灯内气体分子数减少，密度减小，而孔明灯外围空气密度大，由于内外密度差使孔明灯受到周围空气的浮力大于孔明灯的重力，孔明灯慢慢浮起。

近年来，孔明灯在放飞过程中出现了一系列问题。由于风速等的影响，孔明灯的掉落位置为不可控制因素，而且孔明灯的外焰温度高达300℃，远远高于纸张、木材或者衣物的可燃温度。如飘入高层住户家中引燃衣物；落在木制建筑上引起火灾；如果掉到山林中，可能引发森林火灾；掉到液化气站、加油站，极有可能引发重大事故；另外孔明灯飞行在半空中还有可能会挂到高压线上，导致电线短路；孔明灯升空后随风飘浮，还会影响飞机起飞或者进港的飞机降落。

正是由于孔明灯存在安全隐患，我国很多地方禁止销售和燃放孔明灯。澳大利亚、阿根廷、奥地利等多个国家和地区也都禁止销售孔明灯。

本文由北京印刷学院物理系副教授李蜜丹进行科学性把关。

孔明灯的原理是什么?

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。 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)。

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