science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom knallen ballonnen wanneer ze in een hete auto worden gelaten?

Het is prima om heliumballonnen op te halen in een winkel en ze mee naar huis te nemen in je auto, maar het is absoluut geen goed idee om ze in een warme auto achter te laten een lange tijd. Dit komt omdat heliummoleculen groter worden wanneer ze opwarmen, dus als je ballonnen steeds heter worden, zullen ze uiteindelijk knappen. Als je op een warme dag toch ballonnen in een auto moet achterlaten, is het het beste om ze in de kofferbak te bewaren, weg van direct zonlicht.

Kinetische Theorie der Materie

Alle materie heeft atomen en moleculen die nooit ophouden met bewegen. Wanneer je warmte aan een stof toevoegt, bewegen de moleculen en atomen nog sneller. Maar wanneer atomen sneller bewegen, wordt de ruimte daartussen groter, waardoor het object groter wordt en meer ruimte krijgt. (De massa van het object verandert echter niet.) Het tegenovergestelde gebeurt wanneer warmte een substantie verlaat: de moleculen bewegen langzamer en de atomen bewegen dichter naar elkaar toe, waardoor het object samentrekt en minder ruimte in beslag neemt. (Ook hier verandert de massa niet.) Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen breiden uit als je warmte toevoegt, maar op verschillende manieren.

Helium en warmte

Net als alle andere substanties breiden heliummoleculen uit als je verwarm ze. Ze zijn al minder dicht dan lucht (dit is de reden waarom heliumballonnen in de lucht zweven) en hitte maakt ze nog dichter. Helium is een gas en net als alle gassen bewegen de moleculen in alle richtingen. Wanneer de gasmoleculen in verschillende richtingen rondvliegen, botsen ze met andere objecten en creëren ze druk. In een heliumballon draagt ​​het materiaal van de ballon het grootste deel van deze druk. Het is om deze reden dat ballonkunsten tijdens warm weer heliumballonnen iets te sterk oppompen. Als u heliumballonnen in een koelere omgeving verplaatst, merkt u dat ze een beetje krimpen omdat het tegenovergestelde gebeurt: de moleculen trekken samen en nemen minder ruimte in in het materiaal van de ballonnen.

Folie versus latexballonnen

Folieballonnen en latexballonnen hebben verschillende eigenschappen, maar helium expandeert in een ballon, ongeacht het materiaal. Folieballonnen hebben een vast volume, wat betekent dat het materiaal weinig of geen rek heeft. Latex (rubber) heeft meer rek dan folie, maar een latexballon zal uiteindelijk toch knappen wanneer de uitzettende heliummoleculen het tot zijn limiet rekken omdat ze de maximale druk die de latex toelaat overschrijden. Ook zullen donkerder gekleurde ballonnen sneller warmte absorberen en daarom sneller uitkomen dan lichter gekleurde ballonnen.