Jei kada palikote helio pripildytą balioną šaltoje patalpoje ar transporto priemonėje, tikriausiai grįžote prie susitraukusio latekso gabalo. Balionas iš tikrųjų nepūtė oro, nes jo viduje vis dar yra tas pats helio kiekis. Temperatūra turi įtakos dujų, tokių kaip helis, tankiui, todėl atrodo, kad helio pripildyti balionai ištuštėja esant šaltai temperatūrai.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Dėl šalto oro latekso helio pripildyti balionai nenusileidžia oru, tačiau helio molekulės priverčia prarasti energiją ir judėti arčiau. Tai sumažina baliono tūrį ir priverčia baliono apvalkalą susitraukti ir nugrimzti į žemę.
Helis yra mažiau tankus nei oras
Galbūt girdėjote žmones sakant, kad helis yra lengvesnis už orą, tačiau tai nėra griežtai tiesa. Tiksliau sakyti, kad helis yra mažiau tankus nei oras. Taip yra todėl, kad oro molekulės yra sandariau sujungtos nei helio molekulės. Bet kurio kieto, skysčio ar dujų tankis yra tūrio vieneto masė ir gali būti matuojama keliais būdais, bet tiksliausias būdas jį apskaičiuoti yra padalinti jo masę kilogramais iš jos tūrį kubiniais metrų. Helio tankis yra apie 0,18 kg / m3, o oro tankis jūros lygyje - apie 1,3 kg / m3. Orą sudaro 78 procentai azoto, 21 procentas deguonies ir 1 procentas kitų dujų, tokių kaip argonas ir vandens garai.
Kambario temperatūroje helio molekulės laisvai juda ir pasiskirsto toli viena nuo kitos, todėl helio balionai plūduriuoja ore kambario temperatūroje. Kitos dujos, kurios yra mažiau tankios nei oras, yra vandenilis, neonas, azotas, amoniakas, metanas ir anglies monoksidas.
Temperatūra ir tankis
Kai temperatūra nukrenta, helis tampa tankesnis. Jo molekulės praranda energiją, lėtina ir artėja viena prie kitos, kad išsaugotų šilumą. Tai sumažina baliono tūrį. Kadangi helio molekulės juda arčiau viena kitos, o ne į išorę baliono apvalkalo link, balionas traukiasi ir susitraukia. Helio molekulės nebėra mažiau tankios nei oras.
Gaivinantys helio balionai
Nemanykite, kad kai jūsų helio pripildytas balionas susitraukia ir guli ant grindų, o ne sklando ore, tai nieko verta. Tas pats helio kiekis vis dar yra baliono apvalkale. Paprasčiausiai perkelkite balioną į šiltesnę vietą. Helio molekulės gauna energiją, atsilaisvina, tolsta viena nuo kitos ir plečiasi. Balionas užsipildo ir vėl plaukia.