熱気球はヘリウム気球とは見た目が大きく異なる場合がありますが、2 種類の気球の原理は同じです。すべては浮力と浮力と浮遊物との関係に帰着します。
ヘリウムで物が浮く理由
アルキメデスの原理としても知られる浮力の法則は、静止している流体 (気体または液体) に完全にまたは部分的に沈んでいる物体には、同じ大きさの上向きの力または浮力が作用することを示しています。体によって押しのけられる液体の重量に。これをヘリウム気球に適用すると、気球は空気 (気体の混合物) に「沈められます」。バルーンは一定量の空気を押しのけます。置換された空気がヘリウムの重量 (およびバルーンの材料) よりも重い場合、バルーンは空中に浮きます。一方、少量のヘリウムを吸い込むと、気球のように浮きません。ヘリウムの量によって周囲の空気よりも軽くなることはないからです。
ヘリウムなしでバルーンフロートを作る
パーティーの飾り付けには向かないかもしれませんが、熱風を使って風船を浮かせる方法もあります。熱気球は、封筒と呼ばれる大きな袋と、その下にぶら下がっている籐のバスケットで構成されています。バスケット内の非常に強力なバーナーが、隙間からエンベロープ内の空気を加熱します。ここでも、浮力の原則が適用されます。熱気球が浮くためには、気球とその中の空気の重量が、押しのけられた周囲の空気の重量よりも小さくなければなりません。気球内の熱気は気球の周囲の空気よりも軽く、ガスが熱くなると膨張し、個々の分子が分散して密度が低くなるためです。風船の外側の密度の高い空気が風船を浮き上がらせます。
熱気球を地面に戻す必要がある場合、内部の空気が冷却され、空気分子が互いに引き寄せられます。分子が集中すればするほど、内部の空気は重くなり、最終的には外部の空気よりも重くなり、下に戻ります。
ヘリウムの問題
世界的なヘリウム不足の懸念は何年も前から出回っており、その影響はパーティー用気球の不足よりもはるかに深刻です。ヘリウムは、その安定性と他の化学物質と容易に反応しないという事実により、医療や製造において幅広い機械や産業活動で使用されています。幸いなことに、研究者は 2016 年にタンザニアでヘリウム ガス田を追跡してその場所を突き止めました。彼らはさらに多くのガス田を発見したいと考えています。
