science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een ballonvlot maken zonder Helium

Een heteluchtballon kan er heel anders uitzien dan een heliumballon, maar het principe achter hoe de twee soorten ballon werken, is hetzelfde. Het komt allemaal neer op drijfvermogen en de relatie van drijfvermogen met drijvende objecten.

Waarom Helium dingen zweeft

De wet van het drijfvermogen, ook bekend als het principe van Archimedes, dicteert dat elk lichaam volledig of gedeeltelijk ondergedompeld in een vloeistof (een gas of een vloeistof) in rust wordt gewerkt door een opwaartse, of drijvende kracht, waarvan de grootte gelijk is aan het gewicht van het door het lichaam verdrongen fluïdum. Als je dit toepast op een heliumballon, wordt de ballon "ondergedompeld" in lucht (een mengsel van gassen). De ballon verplaatst een hoeveelheid lucht. Op voorwaarde dat de verplaatste lucht zwaarder is dan het gewicht van het helium (plus het materiaal van de ballon), zal de ballon in de lucht zweven. Aan de andere kant, als je een beetje helium inhaleert, zul je niet zweven als een ballon, omdat geen enkele hoeveelheid helium je lichter kan maken dan de lucht om je heen.

Maak ballon drijvend zonder helium

Het is misschien geen optie voor feestdecoraties, maar een andere manier om een ​​ballon te laten zweven, is met hete lucht. Een heteluchtballon bestaat uit een grote zak, ook wel envelop genoemd, met een rieten mand eronder. Een extreem krachtige brander in de mand verwarmt de lucht in de envelop door een opening. Nogmaals, het drijfvermogen principe is van toepassing. Om de hete luchtballon te laten drijven, moet het gewicht van de ballon en de lucht erin lager zijn dan het gewicht van de verplaatste omgevingslucht. De hete lucht in de ballon is lichter dan de lucht rond de ballon, omdat wanneer het gas heet wordt, het uitzet, waardoor de afzonderlijke moleculen uiteenvallen en ze minder dicht worden geconcentreerd. De dichtere lucht buiten de ballon boei hem op en laat hem drijven.

Wanneer een heteluchtballon terug naar de grond moet worden gebracht, wordt de lucht erin gekoeld, waardoor de luchtmoleculen dichter bij elkaar worden getrokken. Hoe geconcentreerder de moleculen zijn, hoe zwaarder de binnenlucht wordt, totdat deze meer weegt dan de buitenlucht en weer naar beneden trekt.

Problemen met Helium

Angsten voor een wereldwijd tekort aan helium zijn jarenlang circuleren, met implicaties die veel ernstiger zijn dan een gebrek aan partijballonnen. Helium wordt gebruikt in de geneeskunde en productie in een breed scala aan machines en industriële activiteiten, vanwege de stabiliteit en het feit dat het niet gemakkelijk reageert met andere chemicaliën. Het goede nieuws is dat onderzoekers in 2016 een heliumgasveld hebben gevonden en gelokaliseerd in Tanzania, en ze hopen er meer te vinden.