Die Tragkraft  eines Ballons muss vor jeder Fahrt neu ermittelt werden, da sie in Abhängigkeit von Hüllen-Innentemperatur und Umgebungstemperatur stark variiert. Zum Beispiel hat ein 3000 m³- Ballon bei einer Umgebungstemperatur von 0°C, einer Fahrthöhe von 800 mtr. und einer Innentemperatur von 100°C, ein zuladbares Personengewicht von 664 Kg. Bei einer Außentemperatur von 15°C verringert es sich rapide auf 370 Kg. Wie kommt das?

 

Zunächst muss man sich vor Augen halten, dass auch Luft ein Gewicht hat. Ihr spezifisches Gewicht ist die Grundlage für jede Tragkraftberechnung. Es variiert durch Luftdruck und Temperatur. Um mit einem Ballon aufsteigen zu können, bedarf es aber auch der über die Tragkraft hinausgehenden Steigkraft, also Auftrieb. Dies wurde bereits vor 2000 Jahren von Archimedes erkannt. Von ihm stammt das physikalische Gesetz: "Ein Körper in einem flüssigen oder gasförmigen Medium verdrängt so viel von diesem, wie sein eigenes Volumen ausmacht. Ist dabei sein eigenes Gewicht kleiner als das des verdrängten Volumens, so wirkt eine Differenzkraft an ihm. Sie ist nach oben gerichtet."

 

Im Wasser war dieses Gesetz noch leicht nachvollziehbar, aber bis zu der Erkenntnis was leichter als Luft ist, bedurfte es noch einige 100 Jahre. 1 m³ Luft wiegt auf Meereshöhe, einer Temperatur von 15°C und einem Luftdruck von 1013 hPa, 1,293 Kg. Erwärmt man diese  auf z.B. 100°C, dehnt sie sich aus, wodurch sich ihre Dichte verringert. Ihr spezifisches Gewicht sinkt auf 0,950 Kg, also 0,343 Kg weniger. 

 

Bei einem 3000 m³-Ballon summiert sich diese Gewichtsdifferenz auf eine Tragfähigkeit von 1.029 Kg. Von ihr muss das Ballongewicht abgezogen werden (392 Kg). Übrig bleiben 637 Kg, die für Zuladung zur Verfügung stehen. Wohl gemerkt bei NN (Normal Null). Da aber eine Ballonfahrt auf Meereshöhe nur wenig Spaß verspricht und auch nur selten machbar ist, berechnen wir eine Fahrthöhe von 800 mtr. Dadurch reduziert sich die Tragkraft auf nur noch 370 Kg.