ヘリウム風船がどのように機能するかについての段階的な説明です：
1。バルーンをヘリウムで満たす：
- ヘリウムガスは、天然ガスの埋蔵量から、または大気から抽出することにより得られます。
- その後、ヘリウムガスをタンクに圧縮して、輸送と貯蔵を簡単にします。
- バルーンを満たすために、ヘリウムタンクは風船の首に接続され、ヘリウムガスがバルーンに放出されます。
2。浮力と密度：
- ヘリウムガスは、空気に比べて密度が非常に低くなっています。室温と圧力では、ヘリウムの密度は1リットルあたり約0.1786グラムですが、空気の密度は1リットルあたり約1.29グラムです。
- この密度の違いにより、ヘリウムで満たされた風船は、その重量よりも大きな空気を変位させます。これにより、バルーンの重量に対抗し、それが上昇することを可能にする上向きの浮力力が生じます。
3。 Archimedesの原則：
- バルーンが経験する浮力の力は、Archimedesの原理によって説明されます。これは、流体内のオブジェクトの上向きの浮力力は、そのオブジェクトによって変位した流体の重量に等しいと述べています。
- ヘリウム風船の場合、変位した空気の重量は風船内のヘリウムの重量よりも大きく、バルーンを持ち上げる正味の上向きの力が生じます。
4。バルーン上昇：
- バルーンが上昇すると、それを取り巻く空気圧が低下し、内部のヘリウムガスが膨張します。この膨張により浮力が増加し、風船が風船と周囲の空気の重量と一致する平衡に達するまで、バルーンが上昇し続けることができます。
ヘリウム風船は浮くことができるが、最終的には最大高度に達し、気球の材料を介したヘリウムの拡散などの要因のために下降し始めることに注意することが重要です。
