Om du någonsin har lämnat en heliumfylld ballong i ett kallt rum eller fordon, kom du förmodligen tillbaka till en förvrängd latexbit. Ballongen tömdes faktiskt inte eftersom samma mängd helium fortfarande finns inne i den. Temperaturen påverkar densiteten hos gaser som helium, varför heliumfyllda ballonger verkar tömmas ut vid kalla temperaturer.
TL; DR (för lång; läste inte)
Kall luft får inte latex-heliumfyllda ballonger att tömmas ut, men det gör att heliummolekyler förlorar energi och rör sig närmare varandra. Detta minskar volymen inuti ballongen och får ballongens skal att krympa och sjunka till marken.
Helium är mindre tätt än luft.
Du kanske har hört att folk säger att helium är lättare än luft, men det är inte strikt sant. Det är mer exakt att säga att helium är mindre tätt än luft. Detta beror på att luftmolekyler packas ihop tätare än heliummolekyler är. Densiteten för fast material, vätska eller gas är massan per volym per enhet och kan mätas på flera sätt, men det mest exakta sättet att beräkna det är att dela upp sin massa i kilogram med volymen i kubikmeter. Heliumdensiteten är cirka 0,18 kg /m3, medan luftens densitet är cirka 1,3 kg /m3. Luften består av 78 procent kväve, 21 procent syre och 1 procent andra gaser som argon och vattenånga.
Vid rumstemperatur rör sig heliummolekyler fritt och sprids långt ifrån varför heliumballonger flyter i luften vid rumstemperatur. Andra gaser som är mindre täta än luft är väte, neon, kväve, ammoniak, metan och kolmonoxid.
Temperatur och täthet
När temperaturen sjunker blir helium tätare. Dess molekyler tappar energi, bromsar ner och rör sig närmare varandra för att spara värme. Detta minskar volymen inuti ballongen. Eftersom heliummolekylerna rör sig närmare varandra, snarare än utåt mot skalet på ballongen, krymper och krymper ballongen. Heliummolekylerna är inte längre mindre täta än luft.
Återuppliva heliumfyllda ballonger
Tror inte att en gång din heliumfyllda ballong krymper och ligger på golvet istället för att sväva i luften, det är värdelöst. Samma mängd helium finns fortfarande i ballongens skal. Flytta helt enkelt ballongen till en varmare plats. Heliummolekylerna får ett energiförstärkande, lossnar, rör sig bort från varandra och expanderar. Ballongen fylls ut och flyter igen.
