De ce plutesc baloanele cu heliu?

33

Daca ati luat vreodata o minge umpluta cu aer in piscina este posibil sa fi observat ca aceasta a aparut in partea de sus a apei si a plutit. Acest lucru a fost posibil deoarece aerul este mai usor decat apa. Chiar si atunci cand adaugati greutatea mingii in sine, tot este mai usor decat cantitatea de apa care s-ar potrivi in acelasi spatiu al mingii. Acest lucru se numeste flotabilitate.

Heliul este chiar mai usor decat aerul. Un litru (aproximativ un litru) de aer are o greutate de aproximativ 1,25 grame – care nu este foarte mult. Dar un litru de heliu cantareste chiar mai putin – doar 0,18 grame. Un balon care are 30 cm in diametru detine aproximativ o jumatate de centimetru cub de heliu, care este aceeasi lucru cu 14 litri. Acest lucru inseamna ca balonul va cantari aproximativ jumatate, respectiv 14 grame, mai putin decat in cazul aceluiasi balon de aceleasi dimensiuni insa umplut cu aer. Deci, flotabilitate isi intra in drepturi, si la fel ca si in cazul mingii in piscina, balonul pluteste in sus.

Probabil stiti ca presiunea aerului este mai mica in partea de sus a unui munte decat la nivelul marii. Aceasta este baza pe care functioneaza altimetrele. Si cand este vorba de baloane acest lucru este valabil. Presiunea aerului este mai mica in partea de sus a unui balon in comparatie cu partea de jos a acestuia. De fapt, presiunea aerului scade cu 0,011% pentru fiecare metru de crestere in inaltime.

Schimbarea presiunii aerului cu inaltimea da nastere unei forte pe partea de jos a balonului impingandu-l in sus, care este doar cu putin mai mare decat forta pe partea de sus a balonului impingandu-l in jos. Si aceasta este flotabilitatea de care ziceam mai devreme. Pentru un balon normal, flotabilitatea reduce greutatea efectiva a acestuia. Pentru baloane cu heliu, care este mai putin dens decat aerul, flotabilitatea este suficienta pentru a face balonul sa se ridice.

Baloanele cu heliu sunt sensibile la temperatura si, daca nu sunt complet pline si nu exista destul spatiu pentru heliu sa se extinda, atunci ele pot dura zile intregi sau chiar saptamani. Privindu-le in sus, cum se inalta spre cer, se pare ca nu exista nici o limita referitor la cat de sus se poate inalta un balon cu heliu. In realitate, acest aspect tine de rezistenta materialului din care este confectionat balonul.  Daca vorbim despre un balon normal acesta poate ajunge pana la o distanta de 10 km, in timp ce baloanele meteorologice profesionale pot ajunge la inaltimi de pana la 30 km.

Limita finala este stabilita de principiul lui Arhimede, care spune ca un balon se va opri din inaltare in momentul in care densitatea lui se va potrivi cu aerul din jur.

Trimite un comentariu