Wenn Sie jemals einen mit Helium gefüllten Ballon in einem kalten Raum oder Fahrzeug gelassen haben, sind Sie wahrscheinlich auf ein verschrumpeltes Stück Latex zurückgekommen. Der Ballon hat sich nicht wirklich entleert, weil sich noch die gleiche Menge Helium darin befindet. Die Temperatur beeinflusst die Dichte von Gasen wie Helium, weshalb heliumgefüllte Ballons bei kalten Temperaturen scheinbar entleert werden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Kalte Luft führt nicht dazu, dass sich mit Latex-Helium gefüllte Ballons entleeren, aber Heliummoleküle verlieren Energie und rücken näher zusammen. Dies verringert das Volumen im Ballon und lässt die Hülle des Ballons schrumpfen und zu Boden sinken.
Helium ist weniger dicht als Luft
Sie haben vielleicht gehört, dass Helium leichter als Luft ist, aber das stimmt nicht ganz. Genauer gesagt ist Helium weniger dicht als Luft. Dies liegt daran, dass Luftmoleküle enger zusammengepackt sind als Heliummoleküle. Die Dichte eines Feststoffs, einer Flüssigkeit oder eines Gases ist die Masse pro Volumeneinheit und kann auf verschiedene Weise gemessen werden: aber die genaueste Methode zur Berechnung besteht darin, seine Masse in Kilogramm durch sein Volumen in Kubikmeter zu dividieren Meter. Die Dichte von Helium beträgt etwa 0,18 kg/m3, während die Dichte von Luft auf Meereshöhe etwa 1,3 kg/m3 beträgt. Luft besteht zu 78 Prozent aus Stickstoff, zu 21 Prozent aus Sauerstoff und zu 1 Prozent aus anderen Gasen wie Argon und Wasserdampf.
Bei Raumtemperatur bewegen sich Heliummoleküle frei und weit auseinander, weshalb Heliumballons bei Raumtemperatur in der Luft schweben. Andere Gase, die weniger dicht als Luft sind, sind Wasserstoff, Neon, Stickstoff, Ammoniak, Methan und Kohlenmonoxid.
Temperatur und Dichte
Wenn die Temperatur sinkt, wird Helium dichter. Seine Moleküle verlieren Energie, werden langsamer und rücken näher zusammen, um Wärme zu sparen. Dadurch verringert sich das Volumen im Ballon. Da sich die Heliummoleküle näher zusammenrücken als nach außen in Richtung der Hülle des Ballons, schrumpft der Ballon und schrumpft. Die Heliummoleküle sind nicht mehr weniger dicht als Luft.
Mit Helium gefüllte Ballons wiederbeleben
Denken Sie nicht, dass Ihr mit Helium gefüllter Ballon, sobald er schrumpft und auf dem Boden liegt, anstatt in der Luft zu schweben, wertlos ist. Die gleiche Menge Helium befindet sich noch in der Hülle des Ballons. Bewegen Sie den Ballon einfach an einen wärmeren Ort. Die Heliummoleküle bekommen einen Energieschub, lockern sich, entfernen sich voneinander und dehnen sich aus. Der Ballon füllt sich und schwebt wieder.