Ένα αερόστατο ζεστού αέρα μπορεί να μοιάζει πολύ διαφορετικό από ένα μπαλόνι ηλίου, αλλά η αρχή πίσω από το πώς λειτουργούν οι δύο τύποι μπαλονιών είναι η ίδια. Όλα οφείλονται στην πλευστότητα και τη σχέση πλευστότητας με πλωτά αντικείμενα.
Γιατί το Ήλιο κάνει τα πράγματα να επιπλέουν
Ο νόμος της πλευστότητας, επίσης γνωστός ως αρχή του Αρχιμήδη, υπαγορεύει ότι οποιοδήποτε σώμα βυθίζεται πλήρως ή εν μέρει σε ένα υγρό (αέριο ή υγρό) σε κατάσταση ηρεμίας ασκείται από μια δύναμη προς τα πάνω ή πλευστό, το μέγεθος της οποίας είναι ίσο με το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από σώμα. Εάν το εφαρμόσετε σε μπαλόνι ηλίου, το μπαλόνι "βυθίζεται" στον αέρα (ένα μείγμα αερίων). Το μπαλόνι μετατοπίζει μια ποσότητα αέρα. Εφόσον ο εκτοπισμένος αέρας είναι βαρύτερος από το βάρος του ηλίου (συν το υλικό του μπαλονιού), το μπαλόνι θα επιπλέει στον αέρα. Από την άλλη πλευρά, εάν εισπνέετε λίγο ήλιο δεν θα επιπλέετε σαν μπαλόνι, επειδή καμία ποσότητα ηλίου δεν μπορεί να σας κάνει ελαφρύτερο από τον αέρα γύρω σας.
Κάντε το μπαλόνι να επιπλέει χωρίς ήλιο
Μπορεί να μην είναι μια επιλογή για διακοσμήσεις πάρτι, αλλά ένας άλλος τρόπος για να φτιάξετε ένα μπαλόνι είναι με ζεστό αέρα. Ένα αερόστατο ζεστού αέρα αποτελείται από μια μεγάλη τσάντα, γνωστή ως φάκελος, με ένα ψάθινο καλάθι που κρέμεται από κάτω. Ένας εξαιρετικά ισχυρός καυστήρας μέσα στο καλάθι θερμαίνει τον αέρα μέσα στο φάκελο μέσω ενός κενού. Και πάλι, ισχύει η αρχή της πλευστότητας. Για να επιπλέει το μπαλόνι ζεστού αέρα, το βάρος του μπαλονιού και ο αέρας στο εσωτερικό του πρέπει να είναι μικρότερο από το βάρος του εκτοπισμένου αέρα περιβάλλοντος. Ο ζεστός αέρας στο εσωτερικό του μπαλονιού είναι ελαφρύτερος από τον αέρα που περιβάλλει το μπαλόνι, διότι όταν ζεσταίνει το αέριο διαστέλλεται, διασκορπίζοντας τα μεμονωμένα του μόρια και καθιστώντας τα λιγότερο πυκνά. Ο πυκνότερος αέρας έξω από το μπαλόνι τον ανυψώνει και τον κάνει να επιπλέει.
Όταν ένα αερόστατο ζεστού αέρα πρέπει να επιστρέψει στο έδαφος, ο αέρας μέσα σε αυτό ψύχεται, τραβώντας τα μόρια του αέρα πιο κοντά. Όσο πιο συμπυκνωμένα είναι τα μόρια, τόσο πιο βαρύς γίνεται ο εσωτερικός αέρας, έως ότου ζυγίζει περισσότερο από τον εξωτερικό αέρα και ταξιδεύει προς τα κάτω.
Προβλήματα με το ήλιο
Οι φόβοι για μια παγκόσμια έλλειψη ηλίου κυκλοφορούν εδώ και χρόνια, με επιπτώσεις πολύ πιο σοβαρές από την έλλειψη μπαλονιών. Το ήλιο χρησιμοποιείται στην ιατρική και την κατασκευή σε ένα ευρύ φάσμα μηχανημάτων και βιομηχανικών δραστηριοτήτων, λόγω της σταθερότητάς του και του γεγονότος ότι δεν αντιδρά εύκολα με άλλες χημικές ουσίες. Τα καλά νέα είναι ότι οι ερευνητές παρακολούθησαν και βρήκαν ένα πεδίο αερίου ηλίου στην Τανζανία το 2016 και ελπίζουν να βρουν περισσότερα.
