De ce se dezumflă baloanele cu heliu?

Baloanele cu heliu se dezumflă după câteva zile, chiar dacă baloanele obișnuite din latex umplute cu aer își pot menține forma timp de săptămâni. De ce baloanele cu heliu își pierd gazul și ridicarea lor atât de repede? Răspunsul are legătură cu natura heliului și cu materialul balonului.

Recomandări cheie: baloane cu heliu

Heliu este o gaz nobil, ceea ce înseamnă că fiecare atom de heliu are un plin învelișul de electroni de valență. Deoarece atomii de heliu sunt stabili pe cont propriu, ei nu formează legături chimice cu alți atomi. Deci, baloanele cu heliu sunt pline cu o mulțime de atomi de heliu minusculi. Baloanele obișnuite sunt umplute cu aer, adică

Atomii de heliu sunt foarte mici - atât de mici, mișcarea aleatorie a atomilor le permite în cele din urmă să-și găsească drumul prin materialul balonului printr-un proces numit difuzie. Niște heliu își găsește chiar drum prin nodul care leagă balonul.

Nici heliul, nici baloanele cu aer nu se dezumflă complet. La un moment dat, presiunea gazelor atât în ​​interiorul cât și în exteriorul balonului devine aceeași și balonul ajunge la echilibru. Gazele sunt încă schimbate pe peretele balonului, dar acesta nu se mai micșorează.

Aerul difuzează încet prin baloanele obișnuite din latex, dar golurile dintre moleculele de latex sunt suficient de mici încât durează mult timp pentru ca suficient aer să se scurgă pentru a conta cu adevărat. Dacă puneți heliu într-un balon de latex, acesta se difuzează atât de repede balonul dvs. s-ar dezumfla în cel mai scurt timp. De asemenea, atunci când umflați un balon din latex, umpleți balonul cu gaz și puneți presiune pe suprafața interioară a materialului său. Un balon cu raza de 5 inci are aproximativ 1000 de kilograme de forță exercitată pe suprafața sa! Puteți umfla un balon suflând aer în el, deoarece forța pe unitatea de suprafață a membranei nu este atât de mare. Este încă suficientă presiune pentru a forța heliul să treacă prin peretele balonului, la fel ca apa picură printr-un prosop de hârtie.

Deci, baloanele cu heliu sunt folii subțiri sau Mylar pentru că aceste baloane își păstrează forma fără a fi nevoie de multă presiune și pentru că porii dintre molecule sunt mai mici.

Ce se dezumflă mai repede decât un balon cu heliu? A hidrogen balon. Chiar dacă atomii de hidrogen formează legături chimice între ei pentru a deveni H₂ gaz, fiecare moleculă de hidrogen este încă mai mică decât un singur atom de heliu. Acest lucru se datorează faptului că atomilor normali de hidrogen le lipsesc neutroni, în timp ce fiecare atom de heliu are doi neutroni.

Știți deja că materialul balonului afectează cât de bine ține heliul. Folia și Mylarul funcționează mai bine decât latexul sau hârtia sau alte materiale poroase. Există și alți factori care influențează cât timp un balon cu heliu rămâne umflat și plutește.

• Acoperirile din interiorul balonului afectează durata acestuia. Unele baloane cu heliu sunt tratate cu un gel care ajută la menținerea gazului în interiorul balonului mai mult timp.
• Temperatura influențează durata de viață a unui balon. La temperatură mai mare, mișcarea moleculelor crește, astfel încât viteza de difuzie (și rata de deflație) crește. Creste temperatura si creste presiunea pe care gazul o exercita pe peretele balonului. Dacă balonul este din latex, se poate extinde pentru a se adapta presiunii crescute, dar acest lucru mărește și golurile dintre moleculele de latex, astfel încât gazul poate scăpa mai repede. Un balon din folie nu se poate extinde, astfel încât presiunea crescută poate provoca ruperea balonului. Dacă balonul nu se sparge, presiunea înseamnă că atomii de heliu interacționează mai des cu materialul balonului, scurgând mai repede.