Här är en steg-för-steg förklaring av hur heliumballonger fungerar:
1. Fylla ballongen med helium:
– Heliumgas utvinns från naturgasreserver eller genom att utvinna den från atmosfären.
- Heliumgasen komprimeras sedan till tankar för enkel transport och lagring.
– För att fylla en ballong kopplas heliumtanken till ballongens hals, och heliumgasen släpps ut i ballongen.
2. Flytkraft och täthet:
– Heliumgas har väldigt låg densitet jämfört med luft. Vid rumstemperatur och tryck är densiteten för helium cirka 0,1786 gram per liter, medan densiteten för luft är cirka 1,29 gram per liter.
– På grund av denna skillnad i densitet tränger den heliumfyllda ballongen undan en större volym luft än sin vikt. Detta skapar en uppåtgående flytkraft som motverkar ballongens vikt och låter den stiga.
3. Arkimedes princip:
– Den flytkraft som ballongen upplever förklaras av Arkimedes princip, som säger att den uppåtgående flytkraften på ett föremål i en vätska är lika med vikten av den vätska som förskjuts av det föremålet.
- När det gäller heliumballongen är vikten av den undanträngda luften större än vikten av heliumet inuti ballongen, vilket skapar nettokraften uppåt som lyfter ballongen.
4. Ballonguppstigning:
– När ballongen stiger minskar lufttrycket som omger den, vilket gör att heliumgasen inuti expanderar. Denna expansion ökar flytkraften ytterligare, vilket gör att ballongen kan fortsätta att stiga tills den når en jämvikt där flytkraften matchar ballongens vikt och den omgivande luften.
Det är viktigt att notera att medan heliumballonger kan flyta, når de så småningom sin maximala höjd och börjar sjunka på grund av faktorer som temperaturförändringar och diffusion av helium genom ballongens material.
