En luftballong kan se väldigt annorlunda ut än en heliumballong, men principen bakom hur de två typerna av ballong fungerar är densamma. Allt handlar om flytkraft och förhållandet mellan flytkraft och flytande föremål.
Varför Helium får saker att flyta
Uppförandelagen, även känd som Archimedes-principen, dikterar att varje kropp helt eller delvis nedsänkt i en vätska (en gas eller en vätska) i vila påverkas av en uppåt eller flytande kraft, vars storlek är lika med vikten av vätskan som förskjuts av kropp. Om du applicerar detta på en heliumballong, är "ballongen" nedsänkt i luft (en blandning av gaser). Ballongen förskjuter en mängd luft. Förutsatt att den förskjutna luften är tyngre än heliumets vikt (plus ballongens material) kommer ballongen att flyta i luften. Å andra sidan, om du andas in lite helium kommer du inte att flyta som en ballong, för ingen mängd helium kan göra dig lättare än luften runt dig.
Gör ballongen flytande utan helium
Det kanske inte är ett alternativ för festdekorationer, men ett annat sätt att få en ballong att flyta är med varm luft. En luftballong består av en stor påse, känd som ett kuvert, med en rottingkorg hängande under. En extremt kraftfull brännare i korgen värmer upp luften inuti kuvertet genom ett gap. Återigen gäller flytkraftsprincipen. För att luftballongen ska flyta måste ballongens vikt och luften inuti vara mindre än vikten på den förskjutna omgivande luften. Den heta luften inuti ballongen är lättare än luften som omger ballongen, för när gas blir varm expanderar den, sprider dess enskilda molekyler och gör dem mindre täta koncentrerade. Den tätare luften utanför ballongen böjer upp den och får den att flyta.
När en varmluftsballong måste föras tillbaka ner till marken kyls luften inuti den och drar luftmolekylerna närmare varandra. Ju mer koncentrerade molekylerna är, desto tyngre blir den inre luften tills den väger mer än uteluften och reser ner igen.
Problem med helium
Rädslan för en global heliumbrist har cirkulerat i flera år, med konsekvenser som är mycket allvarligare än bristen på partiballonger. Helium används inom medicin och tillverkning i ett brett utbud av maskiner och industriella aktiviteter på grund av dess stabilitet och det faktum att det inte reagerar lätt med andra kemikalier. Den goda nyheten är att forskare spårade och lokaliserade ett heliumgasfält i Tanzania 2016, och de hoppas kunna hitta mer.