Чому швидко здуваються кульки з гелієм: причини і пояснення

Кульки з гелієм, які якраз летять в повітрі на святкуваннях та розвагах, завжди нас коливали своєю швидкістю здування. Чи не замислювалися ви колись над причиною такого швидкого здуття? Яка таємниця прихована в цих невинних іграх? Виявляється, причини такого явища зовсім нескладні і досить цікаві для осмислення і пояснення.

Основна причина швидкого здування кульок з гелієм полягає в самому гелії. Гелій – це легкий газ, який має набагато меншу щільність, ніж повітря. Тому, коли ми здуваємо кульку гелієм, вона отримує в собі більше газу на одиницю об’єму, ніж кулька з повітрям. Тим самим, кулька з гелієм стає легшою за свою альтернативу. В результаті, отримуємо здуту кульку, яка швидко починає розштовхуватися.

Таке явище тягне за собою ще одну цікаву особливість. Саме тому кульки з гелієм можуть легко змінювати своє положення в повітрі, відповідно до напрямку потоків повітря. Якщо повітря впливає на кульки, вони можуть швидко змінювати своє положення і навіть несподівано піднятися вгору, або, навпаки, опуститися. Дельтапланеристи також вже багато років використовують сили природи, щоб допомогти їм літати.

Загалом, якщо ви колись знову побачите швидко здуті кульки з гелієм і почуєте дзенькотіння їх особливої легкості, у свідомості вже буде збільшуватись порошок побажань. Адже зараз ви знаєте, чому це так відбувається. Тепер ви можете розповісти друзям про це цікаве явище, враховуючи основні причини швидкого здування кульок з гелієм.

Чому кульки з гелієм здуваються швидко: причини і пояснення

Причина швидкого здування кульок з гелієм полягає в проникненні цього благородного газу через стінки кульки. Навіть найкращі кульки не є абсолютно герметичними, тому гелій може проникати через молекули матеріалу кульки. Цей процес називається дифузією.

Гелій має дуже високий коефіцієнт дифузії, що означає, що його молекули досить легко проходять через пори та тріщини в матеріалі кульки. Таким чином, гелій поступово виходить з кульки, а його об’єм і тиск в кульці зменшуються.

Також вплив на швидкість здування кульок з гелієм має і температура навколишнього середовища. При підвищенні температури, газ у кульці нагрівається й молекули рухаються швидше, що спричиняє ще більш активну дифузію гелію через матеріал кульки. Тому кульки з гелієм здуваються ще швидше в спекотну погоду чи біля джерел тепла.

Таким чином, швидке здування кульок з гелієм є наслідком процесу дифузії гелію через матеріал кульки та залежить від його коефіцієнта дифузії та температури навколишнього середовища. Отже, щоб зберегти кульку з гелієм протягом тривалого часу, необхідно вибирати якісні кульки та уникаюти впливу високої температури.

Гелійова молекула

Гелій – другий за розміром хімічний елемент в Періодичній системі хімічних елементів. Він є легким газом, який не має кольору, запаху та смаку. Гелій має властивість бути менш щільним, ніж повітря, тому він здатний легко підніматися вгору, коли ми випускаємо його з кульки.

Оскільки гелій має низьку щільність, його молекули швидко рухаються і стикатися з поверхнею кульки. Це призводить до зіткнень між молекулами гелію та поверхневим шаром матеріалу, з якого зроблена кулька. Після зіткнення молекули гелію втрачають свою кінетичну енергію і повертаються на нижчі енергетичні рівні. Це призводить до розпаду молекул гелію, а отже, кулька швидко здувається.

У разі, якщо молекули гелію знаходяться під тиском, вони можуть зайняти більше місця та розтягнути кульку. Однак, незалежно від тиску, молекули гелію все одно швидко здуваються через свою низьку щільність та повернення на нижчі енергетичні рівні.

Проникнення гелію крізь кульку

Проникнення гелію крізь кульку є найбільш поширеною причиною того, чому кульки з гелієм швидко здуваються. Гелій, який використовується для наповнення кульок, є найлегшим газом і має здатність проникати через маленькі пори кульок.

Кульки, зазвичай, зроблені з латексу або пластику, і мають мікроскопічні пори або нерівності поверхні. Ці пори дозволяють гелію проникати крізь кульку, особливо якщо кулька не має спеціального покриття для запобігання проникненню газу. Гелій має меншу молекулярну масу порівняно з повітрям, тому його молекули можуть легко пройти крізь ці пори.

Коли гелій проникає крізь кульку, він поступово виходить з кульки, оскільки гелій має більшу швидкість молекул, яка спричиняєсся його низькою густиною. Це призводить до швидкого здування кульки і втрати газу.

Існують спеціальні кульки, які мають покриття, що запобігає проникненню гелію. Це покриття може бути зроблено з алюмінію або іншого матеріалу, який має низьку проникливість до газу. Такі кульки зберігають свій розмір тривалий час і не швидко здуваються.