Hvis du nogensinde har efterladt en heliumfyldt ballon i et kølerum eller køretøj, kom du sandsynligvis tilbage til et skrumpet stykke latex. Ballonen tømte faktisk ikke, fordi den samme mængde helium stadig er inde i den. Temperatur påvirker tætheden af gasser som helium, og det er grunden til, at heliumfyldte balloner ser ud til at tømme i kolde temperaturer.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Kold luft får ikke latex-heliumfyldte balloner til at tømme luften, men det får heliummolekyler til at miste energi og bevæge sig tættere på hinanden. Dette mindsker volumenet inde i ballonen og får skallen på ballonen til at krympe og synke til jorden.
Helium er mindre tæt end luft
Du har måske hørt folk sige, at helium er lettere end luft, men det er ikke strengt sandt. Det er mere nøjagtigt at sige, at helium er mindre tæt end luft. Dette skyldes, at luftmolekyler pakkes tættere sammen, end heliummolekyler er. Densiteten af ethvert fast stof, væske eller gas er massen pr. Volumenhed og kan måles på flere måder, men den mest nøjagtige måde at beregne den på er at dele dens masse i kg med dens volumen i kubik meter. Heliumdensiteten er ca. 0,18 kg / m3, medens densiteten af luft ved havoverfladen er ca. 1,3 kg / m3. Luft består af 78 procent kvælstof, 21 procent ilt og 1 procent andre gasser såsom argon og vanddamp.
Ved stuetemperatur bevæger heliummolekyler sig frit og spredes langt fra hinanden, hvorfor heliumballoner flyder i luften ved stuetemperatur. Andre gasser, der er mindre tætte end luft, er hydrogen, neon, nitrogen, ammoniak, methan og kulilte.
Temperatur og tæthed
Når temperaturen falder, bliver helium tættere. Dens molekyler mister energi, sænker farten og bevæger sig tættere på hinanden for at spare på varmen. Dette mindsker lydstyrken inde i ballonen. Fordi heliummolekylerne bevæger sig tættere på hinanden, snarere end udad mod ballonskallen, skrumpes og krymper ballonen. Heliummolekylerne er ikke længere mindre tætte end luft.
Genoplivning af heliumfyldte balloner
Tro ikke, at når din heliumfyldte ballon krymper og ligger på gulvet i stedet for at flyde i luften, er den værdiløs. Den samme mængde helium er stadig inde i ballonens skal. Flyt blot ballonen til et varmere sted. Heliummolekylerne får et energiboost, løsner sig, bevæger sig væk fra hinanden og udvider sig. Ballonen fyldes ud og flyder igen.