Zawartość
- Dlaczego hel sprawia, że rzeczy się unoszą?
- Zrób balon w kształcie pływaka bez helu
- Problemy z helem
Balon na ogrzane powietrze może wyglądać zupełnie inaczej niż balon helowy, ale zasada działania obu rodzajów balonów jest taka sama. Wszystko sprowadza się do wyporu i relacji wyporu do obiektów pływających.
Dlaczego hel sprawia, że rzeczy się unoszą?
Prawo wyporu, znane również jako zasada Archimedesa, nakazuje, aby każde ciało zanurzone całkowicie lub częściowo w płynie (gazie lub płynie) w spoczynku było oddziaływane przez siłę skierowaną ku górze lub wyporności, której wielkość jest równa ciężar płynu wypartego przez ciało. Jeśli zastosujesz to do balonu z helem, balon zostanie „zanurzony” w powietrzu (mieszanina gazów). Balon wypiera pewną ilość powietrza. Pod warunkiem, że wyparte powietrze jest cięższe niż masa helu (plus materiał balonu), balon będzie unosił się w powietrzu. Z drugiej strony, jeśli wdychasz trochę helu, nie będziesz unosić się jak balon, ponieważ żadna ilość helu nie sprawi, że będziesz lżejszy niż powietrze wokół ciebie.
Zrób balon w kształcie pływaka bez helu
Może nie być to opcja na dekoracje na przyjęcia, ale innym sposobem na pływanie balonu jest użycie gorącego powietrza. Balon na gorące powietrze składa się z dużej torby, zwanej kopertą, z wiszącym pod nią wiklinowym koszem. Niezwykle silny palnik w koszu podgrzewa powietrze w kopercie przez szczelinę. Ponownie obowiązuje zasada wyporności. Aby balon na gorące powietrze mógł się unosić, waga balonu i powietrza w nim musi być mniejsza niż masa wypartego powietrza z otoczenia. Gorące powietrze wewnątrz balonu jest lżejsze niż powietrze otaczające balon, ponieważ gdy gaz staje się gorący, rozszerza się, rozpraszając poszczególne cząsteczki i czyniąc je mniej gęsto skoncentrowanymi. Gęstsze powietrze na zewnątrz balonu podnosi go i unosi.
Kiedy balon z gorącym powietrzem musi zostać sprowadzony z powrotem na ziemię, powietrze w nim jest schładzane, przyciągając cząsteczki powietrza bliżej siebie. Im bardziej skoncentrowane są cząsteczki, tym cięższe staje się powietrze wewnętrzne, aż waży więcej niż powietrze zewnętrzne i wraca w dół.
Problemy z helem
Przez lata krążyły obawy przed globalnym niedoborem helu, a implikacje były znacznie poważniejsze niż brak balonów imprezowych. Hel jest stosowany w medycynie i produkcji w szerokiej gamie maszyn i działalności przemysłowej, ze względu na jego stabilność i fakt, że nie reaguje łatwo z innymi chemikaliami. Dobrą wiadomością jest to, że naukowcy wyśledzili i zlokalizowali złoże helu w Tanzanii w 2016 r. I mają nadzieję znaleźć więcej.