Jos olet koskaan jättänyt heliumilla täytetyn ilmapallon kylmään huoneeseen tai ajoneuvoon, olet todennäköisesti palannut kutistuneen lateksinpalaan. Ilmapallo ei oikeastaan tyhjentynyt, koska sama määrä heliumia on edelleen sen sisällä. Lämpötila vaikuttaa kaasujen, kuten heliumin, tiheyteen, minkä vuoksi heliumilla täytetyt ilmapallot näyttävät tyhjentyvän kylmissä lämpötiloissa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Kylmä ilma ei aiheuta lateksiheliumilla täytettyjen ilmapallojen tyhjentymistä, mutta se saa heliummolekyylit menettämään energiaa ja siirtymään lähemmäs toisiaan. Tämä vähentää ilmapallon sisäistä äänenvoimakkuutta ja saa pallon kuoren kutistumaan ja uppoamaan maahan.
Helium on vähemmän tiheää kuin ilma
Olet ehkä kuullut ihmisten sanovan, että helium on ilmaa kevyempi, mutta se ei ole totta. On tarkempaa sanoa, että helium on vähemmän tiheää kuin ilma. Tämä johtuu siitä, että ilmamolekyylit pakataan yhteen tiukemmin kuin heliumolekyylit. Minkä tahansa kiinteän aineen, nesteen tai kaasun tiheys on massa tilavuusyksikköä kohden, ja se voidaan mitata useilla tavoilla, mutta tarkin tapa laskea se on jakaa sen massa kilogrammoina tilavuudellaan kuutioina metriä. Heliumin tiheys on noin 0,18 kg / m3, kun taas ilman tiheys merenpinnalla on noin 1,3 kg / m3. Ilmassa on 78 prosenttia typpeä, 21 prosenttia happea ja 1 prosentti muita kaasuja, kuten argonia ja vesihöyryä.
Huoneen lämpötilassa heliumolekyylit liikkuvat vapaasti ja leviävät kauas toisistaan, minkä vuoksi heliumpallot kelluvat ilmassa huoneenlämmössä. Muita ilmaa vähemmän tiheitä kaasuja ovat vety, neon, typpi, ammoniakki, metaani ja hiilimonoksidi.
Lämpötila ja tiheys
Kun lämpötila laskee, helium tulee tiheämmäksi. Sen molekyylit menettävät energiaa, hidastavat ja siirtyvät lähemmäs toisiaan lämmön säästämiseksi. Tämä vähentää äänenvoimakkuutta ilmapallon sisällä. Koska helium-molekyylit liikkuvat lähempänä toisiaan kuin ulospäin kohti ilmapallon kuorta, ilmapallo kutistuu ja kutistuu. Heliumolekyylit eivät ole enää vähemmän tiheitä kuin ilma.
Heliumilla täytettyjen ilmapallojen elvyttäminen
Älä ajattele, että kun heliumilla täytetty ilmapallo kutistuu ja makaa lattialla ilmassa kellumisen sijaan, se on arvoton. Sama määrä heliumia on edelleen ilmapallon kuoressa. Siirrä ilmapallo yksinkertaisesti lämpimämpään paikkaan. Helium-molekyylit saavat energiatehokkuuden, löystyvät, siirtyvät toisistaan ja laajenevat. Ilmapallo täyttyy ja kelluu uudelleen.