A legjobb válasz
Szilikon lufik léteznek. Ha jól tudom, legalábbis elsősorban orvosi alkalmazásokban használják őket (pl. Angioplasztika), mivel nem allergének, és nem okoznak sok komplikációt a szervezetben.
Ha Ön játék / dekoratív léggömbökről kérdezni, a kihívás csak az, hogy a nem latex gumiléggömbök nem ugyanúgy viselkednek, mint a természetes latex lufik. Ez nem azt jelenti, hogy nem lehet őket elkészíteni. Láttam kísérleti mintákat nem latex gumiléggömbökből (nem szilikonból), de amennyire tudom, soha nem kerültek forgalomba. Nem volt ugyanolyan kinézetű vagy hangulatú, és ezért nem helyettesítik közvetlenül a mostani ballonokat. De biztosan elkészíthetők.
Válasz
Az egyszerűség kedvéért hagyjuk figyelmen kívül a ballonbevonat súlyát: minél nagyobb a ballon, annál kevésbé számít a gáz tömegéhez képest tartalmaz. Tegyük fel azt is, hogy a léggömb képes korlátok nélkül tágulni, így a belső gáz nyomása mindig megegyezik a környező légkör nyomásával. Tegyük fel azt is, hogy a bevonó anyag nem elnyeli a napfényt, így a gázt a nap nem melegíti fel jobban, mint a légkör.
A léggömb felemelkedik, „amíg a tömege kisebb, mint a tömeg. a jelenléte által kiszorított légköri gáz mennyisége ”, ami egy másik módja annak, hogy„ mindaddig, amíg a sűrűsége kisebb, mint a légköri gázé ”.
Feltételezve, hogy az i üzletszabályzat érvényes a gázunkra, akkor a sűrűsége arányos lesz az M * P / T-vel, ahol P a nyomás, T a hőmérséklet kelvinben, M a moláris tömeg (ami a gáz egyetlen molekulájának tömegének „mérése”). Feltételezéseink szerint P és T azonosak lennének a gáz és a környező légkör szempontjából, ezért a léggömb csak akkor sűrűbb, mint a légkör (és ezért emelkedni fog), ha moláris tömege kisebb, mint a légkör moláris tömege az a magasság.
Itt látható a NASA MSIE E-90 modelljéből származtatott légköri összetétel grafikonja a magasság függvényében ( A Föld légkörének összetétele A magasság a forrás).
Ha tiszta héliumot használt, akkor elérhette az 1000 km-es magasságot , köszönhetően annak, hogy még mindig van némi oxigén, amely megnehezíti a légkört. Nagyon nagy magasságban, megközelítve az 1000 km-t, a légkör alapvetően csak hélium, ezért alacsonyabb moláris tömeg elérésének egyetlen módja a hidrogén használata (ilyen körülmények között egyatomos gáz formájában lenne): ezzel elérheti a légkör legfelső rétege, ahol az összetétel alapvetően csak hidrogén.
Ezért nem, akkor biztosan nem léphet ki a légkörből, mert felfelé haladva végül a legkönnyebb létező anyagból áll.
Tegyük fel még vadul is, hogy a ballont szó szerint megtölthetnénk semmivel, és továbbra is felfújt állapotban tarthatnánk; akkor már nem hagyhatjuk figyelmen kívül a bevonat tömegét, mivel az megegyezik az egész ballon tömegével: készítsük tehát magát a bevonatot hidrogénből. Ennek ellenére a léggömb eljutna a légkör hidrogénrétegének tetejére (az a tény, hogy tartalmaz némi „ürességet”, alacsonyabb sűrűségű, mint maga a hidrogén), de továbbra is ott marad, mert nulla nélküli tömege vonzódást jelentene föld.