En luftballong kan se väldigt annorlunda ut än en heliumballong, men principen bakom hur de två typerna av ballonger fungerar är densamma. Allt handlar om flygkraft och förhållandet mellan flygkraft och flygande föremål.
Varför gör helium att saker flyger
Lagen om flytkraft, även känd som Arkimedes princip, dikterar att varje kropp helt eller delvis nedsänkt i en vätska (en gas eller en vätska) i vila påverkas av en uppåtgående eller flygande kraft, vars storlek är lika med vikten av vätskan som förskjuts av kroppen. Om du applicerar detta på en heliumballong är ballongen ”nedsänkt” i luft (en blandning av gaser). Ballongen tränger undan en mängd luft. Förutsatt att den undanträngda luften är tyngre än heliumets vikt (plus ballongens material), kommer ballongen att sväva i luften. Å andra sidan, om du andas in lite helium kommer du inte att flyga som en ballong, eftersom ingen mängd helium kan göra dig lättare än luften runt dig.
Få ballongen att flyga utan helium
Det kanske inte är ett alternativ för festdekorationer, utan på ett annat sätt att få en ballong att flyga är med varmluft. En luftballong består av en stor påse, känd som ett kuvert, med en flätad korg hängande under. En extremt kraftfull brännare i korgen värmer upp luften inuti kuvertet genom en lucka. Återigen gäller flytkraftsprincipen. För att luftballongen ska flyga måste ballongens vikt och luften inuti den vara mindre än vikten av den förskjutna omgivande luften. Den varma luften inuti ballongen är lättare än luften som omger ballongen, för när gasen blir varm expanderar den, sprider dess individuella molekyler och gör dem mindre tätt koncentrerade. Den tätare luften utanför ballongen lyfter upp den och får den att flyga.
När en luftballong behöver föras ner till marken igen, kommer luften inuti kyls den, vilket drar luftmolekylerna närmare varandra. Ju mer koncentrerade molekylerna är, desto tyngre blir den inre luften, tills den väger mer än luften utanför och reser tillbaka ner.
Problem med helium
Rädsla för en global heliumbrist har cirkulerat i flera år, med konsekvenser mycket allvarligare än bristen på festballonger. Helium används inom medicin och tillverkning i ett brett utbud av maskiner och industriella aktiviteter, på grund av dess stabilitet och det faktum att det inte reagerar lätt med andra kemikalier. Den goda nyheten är att forskare spårade och lokaliserade ett heliumgasfält i Tanzania 2016, och de hoppas kunna hitta fler.
