Helyum balonları, hava ile doldurulmuş sıradan lateks balonlar haftalarca şeklini koruyabilse de birkaç gün sonra söner. Helyum balonları neden gazlarını ve yükselmelerini bu kadar çabuk kaybederler? Cevap helyumun doğası ve balon malzemesi ile ilgilidir.
Önemli Çıkarımlar: Helyum Balonları
- Helyum balonları yüzer çünkü helyum havadan daha az yoğundur.
- Helyum balonları söner çünkü helyum atomları balon malzemesindeki boşluklar arasında kayacak kadar küçüktür.
- Helyum balonları Mylar'dır ve kauçuk değildir çünkü Mylar'daki moleküller arasında daha az boşluk vardır, bu nedenle balon daha uzun süre şişirilmiş halde kalır.
Balonlarda Helyum Karşı Hava
Helyum bir soygazlar, bu her helyum atomunun dolu olduğu anlamına gelir değerlik elektron kabuğu. Helyum atomları kendi başlarına kararlı oldukları için diğer atomlarla kimyasal bağ oluşturmazlar. Yani helyum balonları çok sayıda küçük helyum atomu ile doldurulur. Normal balonlar hava ile doldurulur. çoğunlukla azot ve oksijen. Tekli nitrojen ve oksijen atomları zaten helyum atomlarından çok daha büyük ve kütlelidir, ayrıca bu atomlar N oluşturmak üzere birbirine bağlanır.
2 ve O2 moleküller. Helyum, havadaki nitrojen ve oksijenden çok daha az kütleli olduğundan, helyum balonları yüzer. Bununla birlikte, daha küçük boyut, helyum balonlarının neden bu kadar hızlı söndüğünü de açıklıyor.Helyum atomları çok küçüktür - o kadar küçüktür ki atomların rastgele hareketi sonunda balonun içinden geçerek yollarını bulmalarını sağlar. difüzyon denilen süreç. Hatta bir miktar helyum balonu bağlayan düğümde yolunu bulur.
Ne helyum ne de hava balonları tamamen sönmez. Bir noktada balonun içindeki ve dışındaki gazların basıncı aynı olur ve balon dengeye ulaşır. Gazlar hala balonun duvarı boyunca değiş tokuş edilir, ancak daha fazla küçülmez.
Helyum Balonları Neden Folyo veya Mylar?
Hava, normal lateks balonlardan yavaşça yayılır, ancak lateks molekülleri arasındaki boşluklar, yeterince havanın gerçekten önemli hale gelmesi için uzun zaman alacak kadar küçüktür. Bir lateks balona helyum koyarsanız, o kadar hızlı yayılır ki balonunuz hemen söner. Ayrıca bir lateks balonu şişirdiğinizde balonu gazla doldurur ve malzemesinin iç yüzeyine basınç uygularsınız. 5 inç yarıçaplı bir balonun yüzeyine yaklaşık 1000 poundluk bir kuvvet uygulanır! Bir balonu içine hava üfleyerek şişirebilirsiniz çünkü zarın birim alanına düşen kuvvet o kadar fazla değildir. Helyumu balonun duvarından geçmeye zorlamak için hala yeterli basınç, tıpkı suyun kağıt havludan damlaması gibi.
Yani helyum balonları ince folyo veya Mylar çünkü bu balonlar çok fazla basınca ihtiyaç duymadan şeklini koruyor ve moleküller arasındaki gözenekler daha küçük.
Hidrojene Karşı Helyum
Bir helyum balonundan daha hızlı sönen nedir? A hidrojen balon. Hidrojen atomları birbirleriyle kimyasal bağlar oluşturup H olmak üzere2 gaz, her hidrojen molekülü hala tek bir helyum atomundan daha küçüktür. Bunun nedeni, normal hidrojen atomlarının nötron içermemesi ve her helyum atomunun iki nötrona sahip olmasıdır.
Helyum Balonunun Ne Kadar Hızlı Söndüğünü Etkileyen Faktörler
Balon malzemesinin helyumu ne kadar iyi tuttuğunu zaten biliyorsunuz. Folyo ve Mylar, lateks, kağıt veya diğer gözenekli malzemelerden daha iyi çalışır. Bir helyum balonunun ne kadar süreyle şişirilmiş kaldığını ve yüzdüğünü etkileyen başka faktörler de vardır.
- Balonun içindeki kaplamalar, ne kadar süreceğini etkiler. Bazı helyum balonları, gazı balonun içinde daha uzun süre tutmaya yardımcı olan bir jel ile işlenir.
- Sıcaklık bir balonun ne kadar süreceğini etkiler. Daha yüksek sıcaklıkta moleküllerin hareketi artar, dolayısıyla difüzyon hızı (ve sönme hızı) artar. Sıcaklığın artması, gazın balonun duvarına uyguladığı basıncı da artırır. Balon lateks ise, artan basınca uyum sağlamak için genişleyebilir, ancak bu aynı zamanda lateks molekülleri arasındaki boşlukları da arttırır, böylece gaz daha hızlı kaçabilir. Bir folyo balon genişleyemez, bu nedenle artan basınç balonun patlamasına neden olabilir. Balon patlamazsa, basınç, helyum atomlarının balon malzemesiyle daha sık etkileşime girerek daha hızlı sızması anlamına gelir.