هل يتسبب الهواء البارد في انكماش بالونات اللاتكس المملوءة بالهيليوم؟

إذا كنت قد تركت يومًا بالونًا مليئًا بالهيليوم في غرفة أو مركبة باردة ، فربما تكون قد عدت إلى قطعة مبللة من اللاتكس. لم ينكمش البالون في الواقع لأن نفس كمية الهيليوم لا تزال بداخله. تؤثر درجة الحرارة على كثافة الغازات مثل الهيليوم ، ولهذا السبب يبدو أن البالونات المملوءة بالهيليوم تنكمش في درجات الحرارة الباردة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

لا يتسبب الهواء البارد في تفريغ بالونات اللاتكس المملوءة بالهيليوم ، ولكنه يجعل جزيئات الهيليوم تفقد الطاقة وتقترب من بعضها. هذا يقلل من الحجم داخل البالون ويجعل قشرة البالون تتقلص وتغرق على الأرض.

ربما سمعت أشخاصًا يقولون إن الهيليوم أخف من الهواء ، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. من الأدق القول إن الهيليوم أقل كثافة من الهواء. وذلك لأن جزيئات الهواء متراصة معًا بإحكام أكثر من جزيئات الهيليوم. كثافة أي مادة صلبة أو سائلة أو غازية هي الكتلة لكل وحدة حجم ويمكن قياسها بعدة طرق ، لكن الطريقة الأكثر دقة لحسابها هي قسمة كتلتها بالكيلوجرام على حجمها بالمكعب أمتار. تبلغ كثافة الهليوم حوالي 0.18 كجم / م 3 ، بينما تبلغ كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر حوالي 1.3 كجم / م 3. يتكون الهواء من 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين و 1٪ غازات أخرى مثل الأرجون وبخار الماء.

في درجة حرارة الغرفة ، تتحرك جزيئات الهيليوم بحرية وتنتشر متباعدة ، ولهذا السبب تطفو بالونات الهيليوم في الهواء عند درجة حرارة الغرفة. الغازات الأخرى الأقل كثافة من الهواء هي الهيدروجين والنيون والنيتروجين والأمونيا والميثان وأول أكسيد الكربون.

عندما تنخفض درجة الحرارة ، يصبح الهيليوم أكثر كثافة. تفقد جزيئاتها الطاقة وتتباطأ وتقترب من بعضها البعض للحفاظ على الحرارة. هذا يقلل من الحجم داخل البالون. نظرًا لأن جزيئات الهيليوم تقترب من بعضها البعض بدلاً من الخارج نحو غلاف البالون ، فإن البالون يتقلص ويتقلص. لم تعد جزيئات الهيليوم أقل كثافة من الهواء.

لا تعتقد أنه بمجرد أن يتقلص بالونك المملوء بالهيليوم ويستلقي على الأرض بدلاً من أن يطفو في الهواء ، فإنه لا قيمة له. نفس كمية الهليوم لا تزال داخل غلاف البالون. ما عليك سوى تحريك البالون إلى مكان أكثر دفئًا. تحصل جزيئات الهيليوم على دفعة من الطاقة ، وترخي ، وتبتعد عن بعضها البعض وتتوسع. يملأ البالون ويطفو مرة أخرى.