Als je ooit een met helium gevulde ballon in een koude kamer of voertuig hebt achtergelaten, kwam je waarschijnlijk terug op een verschrompeld stuk latex. De ballon liep niet echt leeg omdat er nog steeds dezelfde hoeveelheid helium in zit. Temperatuur beïnvloedt de dichtheid van gassen zoals helium, daarom lijken met helium gevulde ballonnen leeg te lopen bij lage temperaturen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Koude lucht zorgt er niet voor dat met latex helium gevulde ballonnen leeglopen, maar het zorgt er wel voor dat heliummoleculen energie verliezen en dichter bij elkaar komen. Dit vermindert het volume in de ballon en zorgt ervoor dat de schaal van de ballon krimpt en naar de grond zakt.
Helium is minder dicht dan lucht
Je hebt misschien mensen horen zeggen dat helium lichter is dan lucht, maar dat is niet helemaal waar. Het is nauwkeuriger om te zeggen dat helium minder dicht is dan lucht. Dit komt omdat luchtmoleculen strakker op elkaar zijn gepakt dan heliummoleculen. De dichtheid van een vaste stof, vloeistof of gas is de massa per volume-eenheid en kan op verschillende manieren worden gemeten, maar de meest nauwkeurige manier om het te berekenen is om de massa in kilogram te delen door het volume in kubieke meter. De dichtheid van helium is ongeveer 0,18 kg/m3, terwijl de dichtheid van lucht op zeeniveau ongeveer 1,3 kg/m3 is. Lucht bestaat uit 78 procent stikstof, 21 procent zuurstof en 1 procent andere gassen zoals argon en waterdamp.
Bij kamertemperatuur kunnen heliummoleculen vrij bewegen en ver uit elkaar liggen, daarom zweven heliumballonnen bij kamertemperatuur in de lucht. Andere gassen die een lagere dichtheid hebben dan lucht zijn waterstof, neon, stikstof, ammoniak, methaan en koolmonoxide.
Temperatuur en dichtheid
Als de temperatuur daalt, wordt helium dichter. De moleculen verliezen energie, vertragen en komen dichter bij elkaar om warmte vast te houden. Dit vermindert het volume in de ballon. Omdat de heliummoleculen dichter naar elkaar toe bewegen in plaats van naar buiten in de richting van de schil van de ballon, verschrompelt en krimpt de ballon. De heliummoleculen zijn niet langer minder dicht dan lucht.
Met helium gevulde ballonnen nieuw leven inblazen
Denk niet dat als je met helium gevulde ballon eenmaal krimpt en op de grond ligt in plaats van in de lucht te zweven, het waardeloos is. Dezelfde hoeveelheid helium bevindt zich nog steeds in de schaal van de ballon. Verplaats de ballon eenvoudig naar een warmere plaats. De heliummoleculen krijgen een energieboost, komen los, bewegen van elkaar af en zetten uit. De ballon vult zich en drijft weer.