science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat gebeurt er als je half lucht en half helium in een ballon stopt?

Decoratieve heliumballonnen drijven, in tegenstelling tot die met eenvoudige lucht gevuld, interessante en feestelijke decoraties. Aan de andere kant kunnen heliumballonnen ook duur zijn en als ze maar korte tijd worden gebruikt, kan dit leiden tot een laag rendement op de investering. Door half lucht en half helium in een ballon te plaatsen, kun je het verschil splitsen.

Samenstelling

Een ballon gevuld met half lucht en half helium draait de samenstelling van de atmosfeer erin op zijn kop - in de atmosfeer van de aarde is helium een ​​spoorelement. Binnen in de ballon bestaat de atmosfeer uit ongeveer 50 procent helium, 39,1 procent stikstof, 10,5 procent zuurstof en 0,5 procent argon. Afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden kan de ballon ook tussen 0 en 2 procent waterdamp bevatten, met sporenhoeveelheden koolstofdioxide, methaan, ozon, neon, krypton en waterstof. Ondanks het zuurstofgehalte, is het niet veilig ademend.

Drijfvermogen

Helium is lichter dan lucht, dus hoewel een ballon die half gevuld is met helium er hetzelfde uitziet als een ballon die volledig gevuld is met lucht , het zal zich iets anders gedragen. Ervan uitgaande dat het een bolvormige afmeting heeft, heeft een 12-inch ballon een volume dat gelijk is aan 4/3 x pi x 216 of 904,8 kubieke inch. De helft daarvan, 452,4 kubieke inch, komt overeen met 0,26 kubieke voet. Omdat helium een ​​hefvermogen van ongeveer 0,88 ounce per kubieke voet heeft, kan een ballon van 12 inch met half helium ongeveer 0,25 ounce heffen. Aangezien een 12-inch ballon minder weegt dan deze hoeveelheid, blijft een ballon met half helium zweven, hoewel niet zo goed als een volledig gevulde ballon.

Deflatie

Hoewel een ballon van halve helium drijft beter dan een volledig met lucht gevulde ballon, maar zal ook sneller leeglopen, gebaseerd op principes die worden bepaald door de wet van Graham, die stelt dat de snelheid waarmee gas ontsnapt uit een container direct gerelateerd is aan het molecuulgewicht van het gas. Omdat helium zoveel lichter is dan stikstof en zuurstof, de primaire componenten van de atmosfeer, zal het sneller ontsnappen. Als u van plan bent uw halfheliumballon gedurende een lange tijd in de lucht te houden, moet u het verloren helium periodiek vervangen.

Kosten

Een van de minder zichtbare wijzigingen die optreden als u een ballon opblaast die halfvol helium is, heeft dit betrekking op uw portemonnee. Hoewel lucht gratis is, is helium relatief duur - tussen $ 1 en $ 3 per kubieke voet, exclusief de kosten die zijn verbonden aan het kopen of huren van een heliumtank. Helium is een eindige hulpbron - het is zo licht dat het letterlijk van de aarde weg zweeft; helium moet worden gedolven, zoals olie of aardgas, van slinkende voorraden. De prijs van helium is kunstmatig laag gehouden door de wens van de Amerikaanse overheid om zijn heliumreserves te privatiseren en zal naar verwachting sterk toenemen zodra dit proces is voltooid.