Av Claire Gillespie Uppdaterad 24 mars 2022
twpixels/iStock/GettyImages
En luftballong kan se väldigt annorlunda ut än en heliumballong, men principen bakom hur de två typerna av ballonger fungerar är densamma. Allt handlar om flytkraft och förhållandet mellan flytkraft och flytande föremål.
Flytkraftslagen, även känd som Arkimedes princip, dikterar att varje kropp som är helt eller delvis nedsänkt i en vätska (en gas eller en vätska) i vila påverkas av en uppåtgående, eller flytande, kraft, vars storlek är lika med vikten av vätskan som förskjuts av kroppen. Om du applicerar detta på en heliumballong är ballongen "nedsänkt" i luft (en blandning av gaser). Ballongen tränger undan en mängd luft. Förutsatt att den undanträngda luften är tyngre än heliumets vikt (plus ballongens material), kommer ballongen att sväva i luften. Å andra sidan, om du andas in lite helium kommer du inte att flyta som en ballong, eftersom ingen mängd helium kan göra dig lättare än luften omkring dig.
Det kanske inte är ett alternativ för festdekorationer, men ett annat sätt att få en ballong att flyta är med varmluft. En luftballong består av en stor påse, känd som ett kuvert, med en flätad korg hängande under. En extremt kraftfull brännare i korgen värmer upp luften inuti kuvertet genom en lucka. Återigen gäller flytkraftsprincipen. För att luftballongen ska flyta måste ballongens vikt och luften inuti den vara mindre än vikten av den förskjutna omgivande luften. Den varma luften inuti ballongen är lättare än luften som omger ballongen, för när gasen blir varm expanderar den, sprider dess individuella molekyler och gör dem mindre tätt koncentrerade. Den tätare luften utanför ballongen lyfter upp den och får den att flyta.
När en luftballong måste föras ner till marken igen kyls luften inuti den, vilket drar luftmolekylerna närmare varandra. Ju mer koncentrerade molekylerna är, desto tyngre blir den inre luften, tills den väger mer än luften utanför och reser neråt igen.
Rädsla för en global heliumbrist har cirkulerat i flera år, med konsekvenser som är mycket allvarligare än bristen på festballonger. 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 fler.
