لماذا تنفجر البالونات عند تركها في سيارة ساخنة؟

من الجيد التقاط بالونات الهيليوم من المتجر وإعادتها إلى المنزل في سيارتك ، لكنها بالتأكيد ليست فكرة جيدة أن تتركها في سيارة ساخنة لفترة طويلة. هذا لأن جزيئات الهيليوم تكبر عند تسخينها ، لذلك إذا استمرت البالونات الخاصة بك في الارتفاع ، فسوف تنفجر في النهاية. إذا احتجت إلى ترك بالونات في السيارة في يوم حار ، فمن الأفضل وضعها في صندوق السيارة بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة.

كل المادة لها ذرات وجزيئات لا تتوقف أبدًا عن الحركة. عندما تضيف حرارة إلى مادة ما ، تتحرك الجزيئات والذرات بشكل أسرع. ولكن عندما تتحرك الذرات بشكل أسرع ، تزداد المسافة بينهما ، مما يجعل الجسم يتوسع ويشغل مساحة أكبر. (ومع ذلك ، فإن كتلة الجسم لا تتغير). والعكس يحدث عندما تترك الحرارة مادة: إن تتحرك الجزيئات بشكل أبطأ ، وتتقارب الذرات من بعضها البعض ، مما يجعل الجسم ينقبض ويأخذ أقل الفضاء. (مرة أخرى ، الكتلة لا تتغير.) تتوسع جميع المواد الصلبة والسوائل والغازات عند إضافة الحرارة ولكن بطرق مختلفة.

مثل كل المواد ، تتمدد جزيئات الهيليوم عند تسخينها. إنها بالفعل أقل كثافة من الهواء (لهذا تطفو بالونات الهيليوم في الهواء) ، والحرارة تجعلها أكثر كثافة. الهليوم غاز ، ومثل كل الغازات تتحرك جزيئاته في كل الاتجاهات. عندما تطير جزيئات الغاز في اتجاهات مختلفة ، فإنها تصطدم بأشياء أخرى وتخلق ضغطًا. في بالون الهيليوم ، تتحمل مادة البالون العبء الأكبر من هذا الضغط. ولهذا السبب يقوم فنانو البالونات بنفخ بالونات الهيليوم قليلاً أثناء الطقس الحار. إذا قمت بنقل بالونات الهيليوم إلى بيئة أكثر برودة ، فستلاحظ تقلصها قليلاً بسبب ذلك يحدث العكس: تنقبض الجزيئات وتشغل مساحة أقل داخل مادة بالونات.

تتمتع بالونات الفويل وبالونات اللاتكس بخصائص مختلفة ، لكن يتمدد الهيليوم داخل البالون بغض النظر عن مادته. تحتوي بالونات الفويل على حجم ثابت ، مما يعني أن المادة لها امتداد ضئيل جدًا أو بلا امتداد. يمتلك اللاتكس (المطاط) تمددًا أكثر من الرقائق ، لكن بالون اللاتكس سيظل ينفجر في النهاية عندما يكون تمدد جزيئات الهيليوم المتوسعة إلى أقصى حد لها لأنها تتجاوز الحد الأقصى للضغط على اللاتكس يسمح. كما أن البالونات ذات الألوان الداكنة تمتص الحرارة بشكل أسرع ، وبالتالي تنفجر أسرع من البالونات ذات الألوان الفاتحة.