Conţinut
Un balon cu aer cald poate arăta foarte diferit decât un balon cu heliu, însă principiul din spatele modului în care funcționează cele două tipuri de baloane este același. Totul se reduce la flotabilitate și relația dintre flotabilitate și obiecte plutitoare.
De ce Heliumul face ca lucrurile să plutească
Legea flotabilității, cunoscută și sub denumirea de principiul Arhimede, prevede că orice corp scufundat complet sau parțial într-un fluid (un gaz sau un lichid) în repaus este acționat de o forță ascendentă sau flotantă, a cărei magnitudine este egală cu greutatea fluidului deplasat de corp. Dacă aplicați acest lucru pe un balon cu heliu, balonul este „scufundat” în aer (un amestec de gaze). Balonul deplasează o cantitate de aer. Cu condiția ca aerul deplasat să fie mai greu decât greutatea heliului (plus materialul balonului), balonul va pluti în aer. Pe de altă parte, dacă inhalezi puțin heliu, nu vei pluti ca un balon, deoarece nici o cantitate de heliu nu te poate face mai ușor decât aerul din jurul tău.
Faceți balon să plutească fără heliu
S-ar putea să nu fie o opțiune pentru decorațiuni pentru petreceri, dar o altă modalitate de a face să plutească balonul este cu aer cald. Un balon cu aer cald este format dintr-o pungă mare, cunoscută sub numele de plic, cu un coș de răchită atârnat dedesubt. Un arzător extrem de puternic din coș încălzește aerul din plic printr-un gol. Din nou, se aplică principiul flotabilității. Pentru ca balonul cu aer cald să plutească, greutatea balonului și a aerului din interiorul acestuia trebuie să fie mai mici decât greutatea aerului ambiant deplasat. Aerul fierbinte din interiorul balonului este mai ușor decât aerul din jurul balonului, deoarece atunci când gazul se încălzește, acesta se extinde, dispersând moleculele individuale și făcându-le mai puțin concentrate. Aerul mai dens din exteriorul balonului îl îmbunătățește și îl face să plutească.
Când un balon cu aer cald trebuie readus la pământ, aerul din interiorul său este răcit, apropiind moleculele de aer mai strânse între ele. Cu cât moleculele sunt mai concentrate, cu atât aerul din interior devine mai greu, până când acesta cântărește mai mult decât aerul exterior și călătorește înapoi.
Probleme cu Helium
Temerile unei penurie globale de heliu circulă de ani buni, cu implicații mult mai grave decât lipsa baloanelor de partid. Heliul este utilizat în medicină și fabricație într-o gamă largă de mașini și activități industriale, datorită stabilității sale și a faptului că nu reacționează ușor cu alte substanțe chimice. Vestea bună este că cercetătorii au urmărit și au localizat un câmp de gaze cu heliu în Tanzania în 2016 și speră să găsească mai multe.