정답
실리콘 풍선은 존재합니다. 내가 아는 한, 적어도 주로 의료용으로 사용됩니다 (예 : 혈관 성형술). 비 알레르기 성이고 신체에 많은 합병증을 일으키지 않기 때문입니다.
당신이 있다면 장난감 / 장식용 풍선에 대해 묻는 질문은 비 라텍스 고무 풍선이 천연 라텍스 풍선과 같은 방식으로 작동하지 않는다는 것입니다. 그렇다고해서 만들 수 없다는 뜻은 아닙니다. 비 라텍스 고무 풍선 (실리콘이 아님)의 실험 샘플을 본 적이 있지만 제가 아는 한 그들은 시장에 출시 한 적이 없습니다. 그들은 같은 모양이나 느낌을 가지지 않았기 때문에 우리가 지금 가지고있는 파티 풍선을 직접 대체 할 수 없습니다. 그러나 그것들은 확실히 만들어 질 수 있습니다.
답변
간단하게 풍선 코팅의 무게를 무시합시다. 풍선이 클수록 가스의 무게와 비교할 때 덜 계산됩니다. 포함합니다. 또한 풍선이 제한없이 자체적으로 팽창 할 수 있으므로 내부 가스의 압력이 항상 주변 대기의 압력과 동일하다고 가정합니다. 또한 코팅 재료가 햇빛을 흡수하지 않기 때문에 가스가 대기보다 태양에 의해 더 많이 가열되지 않는다고 가정 해 봅시다.
풍선은 질량이 질량보다 작은 한 상승합니다. 대기 가스의 밀도가 대기 가스의 밀도보다 낮은 경우”라고 말하는 또 다른 방법입니다.
i 거래 가스 법칙 은 가스에 적용되며 밀도는 M * P / T에 비례합니다. 여기서 P는 압력, T는 온도 (켈빈), M은 몰 질량 (즉, 가스 단일 분자 질량의 측정 값). 우리의 가정에 따라 P와 T는 기체와 주변 대기에 대해 동일 할 것이므로 풍선은 대기보다 밀도가 낮으므로 (따라서 상승) 몰 질량이 대기의 몰 질량보다 작을 경우에만 그 높이입니다.
다음은 NASA MSIE E-90 모델 ( The Composition of Earth s Atmosphere of 고도 가 소스입니다).
순수 헬륨을 사용했다면 1000km에 가까운 고도에 도달 할 수 있습니다. , 대기를 더 무겁게 만드는 산소가 여전히 있다는 사실 덕분입니다. 1000km에 가까운 매우 높은 고도에서 대기는 기본적으로 헬륨에 불과하므로 더 낮은 몰 질량을 얻는 유일한 방법은 수소를 사용하는 것입니다 (이 조건에서는 단일 원자 가스의 형태 일 것입니다). 구성이 기본적으로 수소 일 뿐인 대기의 최상층.
그러므로 상승 할 때 결국 가장 가벼운 기존 물질로 구성되기 때문에 확실히 대기를 벗어날 수 없습니다.
풍선을 문자 그대로 아무것도 채우지 않고 부풀려진 상태로 유지할 수 있다고 강력하게 가정 해 봅시다. 그러면 우리는 더 이상 코팅의 질량을 무시할 수 없습니다. 전체 풍선의 질량과 같기 때문입니다. 코팅 자체를 수소로 만들어 보겠습니다. 그래도 풍선은 대기의 수소 층 상단에 도달 할 수 있지만 ( 비어 있음이 일부 포함되어 있다는 사실은 수소 자체보다 밀도가 낮음) 0이 아닌 질량이 지구.