Чому повітряні кульки літають?

Більшість дітей (принаймі допитливих) цікавляться, чому повітряна кулька піднімається вгору. І разом з ними деякі дорослі теж не проти дізнатися, чому літає гелієва повітряна кулька (якщо вони пропустили цю сторінку загальної освіти в процесі свого дорослішання). Для перших і для других, ми з радістю і посмішкою пишемо цю статтю, щоб ні в кого більше не було прогалин в освіті щодо питання, чому повітряні кульки з гелієм всередині літають (спойлер: тут немає чарівництва!).

Чому злітають повітряні кульки?

Коротка відповідь: тому що кульки, наповнені легким газом, легші за повітря. Вся справа в їхній щільності, що підкоряється законам фізики, що існують в найближчій частині нашого Всесвіту.

Щільність газів, що мають значення для цієї статті, така:

• 0,178 кг/м3 – гелій;
• 1,2920 кг/м3 – повітря;
• 1,9768 кг/м3 – вуглекислий газ.

Усі значення наведені для температури 0° при нормальному атмосферному тиску рівня світового океану.

Так, кулька, наповнена гелієм, у 7,26 разів легша за повітря. І він виштовхуватиметься з атмосфери, дотримуючись неодмінних законів термодинаміки, що постулює про термодинамічні (і, отже), про енергетичну рівновагу. Як наслідок, виштовхуватися він перестане через якийсь час, тільки прийшовши в рівновагу з силою тиску навколишнього простору на якійсь висоті. Зазвичай порогом небесної висоти для кульки, сповненої хоча б технічним («брудним») гелієм, вважається 9000 метрів над рівнем моря. Хоча є розрахункові припущення, що кульки із щільного матеріалу можуть піднятися ще на 2-3 км вгору без остраху бути розірваними. Ось чому злітає повітряна кулька, надута гелієм, яку ви неакуратно відпустили на святі, загубившись на увазі, незабаром ставши точкою в небі, незалежно від того, якої форми ця прикраса була лише кілька миттєвостей до того.

Гелій та вода

Для розуміння: щільність води біля поверхні – 997 кг/м3, а це – у 5601 разів більша щільність, ніж у гелію! Значить, ви майже напевно не зможете повністю занурити кульку з гелієм у воду без того, щоб вона розірвалася від напруги (зробити так можна буде не за хвостик або мотузку, а тільки щільно обхопивши її руками та тілом – але і тоді є ймовірність того, що ви з кулькою плаватимете на поверхні, не занурившись навіть на половину обсягу вашого тіла). Аналогічно себе поводитимуть кульки, наповнені воднем, хоча таке наповнення не  є безпечним для людини (водень робить великий бада-бум, коли вибухає).

Кульки, надуті ротом

Що знаходиться всередині у кульки, яка надувається ротом? Суміш із вуглекислого газу та повітря, що виходить з наших легенів. Як видно з цифр, наведених раніше, вуглекислий газ (він же двоокис вуглецю) в 1,53 рази важчий за повітря. Буде, однак, помилковим припускати, що при кожному видиху з наших легенів виривається стовідсоткова вуглекислота, тому значення щільності газів, що видихаються нами, знаходиться в якомусь проміжку між щільностями вуглекислоти і повітря. Додайте до цього, нехай і незначну, але існуючу, власну вагу кульки – і отримайте результат, до якого ми всі звикли з дитинства: кулька з каучуку, латексу або фольги, надута ротом, тут же опускається на підлогу. Танцювати у повітрі вона може лише під дією вітру або гарного стусана. Ось чому повітряні кульки плавають у повітрі, але не злітають угору, будучи надутими нашими легенями.

До речі, ви можете у нас купити фантастичне різноманіття повітряних кульок на будь-яке свято, будь то весілля, корпоратив чи день народження. Ми можемо з легкістю і якісно надути кульки гелієвими балонами, будь-якого розміру, щоб вони прагнули радувати вас своєю красою! Звертайтеся до нас зараз!