Beste Antwort
Es gibt Silikonballons. Soweit ich weiß, werden sie zumindest hauptsächlich in medizinischen Anwendungen (z. B. Angioplastie) eingesetzt, da sie nicht allergen sind und nicht viele Komplikationen im Körper verursachen.
Wenn Sie es sind Bei der Frage nach Spielzeug- / Dekorationsballons besteht die Herausforderung darin, dass sich Nicht-Latex-Gummiballons nicht so verhalten wie Naturlatexballons. Das bedeutet nicht, dass es nicht möglich ist, sie herzustellen. Ich habe experimentelle Proben von Nicht-Latex-Gummiballons (kein Silikon) gesehen, aber soweit ich weiß, haben sie es nie auf den Markt geschafft. Sie hatten nicht das gleiche Aussehen oder Gefühl und wären daher kein direkter Ersatz für die Partyballons, die wir jetzt haben. Aber sie können auf jeden Fall hergestellt werden.
Antwort
Der Einfachheit halber ignorieren wir das Gewicht der Ballonbeschichtung: Je größer der Ballon, desto weniger zählt er im Vergleich zum Gewicht des Gases es beinhaltet. Nehmen wir auch an, dass sich der Ballon unbegrenzt ausdehnen kann, so dass der Druck des inneren Gases immer dem der umgebenden Atmosphäre entspricht. Nehmen wir auch an, dass das Beschichtungsmaterial kein Sonnenlicht absorbiert, so dass das Gas nicht mehr von der Sonne erwärmt wird als die Atmosphäre.
Der Ballon steigt auf, „solange seine Masse kleiner als die Masse ist von atmosphärischem Gas, das durch seine Anwesenheit verdrängt wird “, was eine andere Art zu sagen ist,„ solange seine Dichte geringer ist als die des atmosphärischen Gases “.
Angenommen, i Deal Gas Law gilt für unser Gas, dann ist seine Dichte proportional zu M * P / T, wobei P der Druck ist, T die Temperatur in Kelvin ist, M die Molmasse ist (was ist) ein „Maß“ für die Masse eines einzelnen Moleküls des Gases). Mit unseren Annahmen wären P und T für das Gas und die umgebende Atmosphäre gleich, daher ist der Ballon weniger dicht als die Atmosphäre (und steigt daher an), wenn und nur wenn seine Molmasse geringer ist als die Molmasse der Atmosphäre bei diese Höhe.
Hier ist ein Diagramm der atmosphärischen Zusammensetzung als Funktion der Höhe, abgeleitet vom NASA MSIE E-90-Modell ( Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre mit Höhe ist die Quelle).
Wenn Sie reines Helium verwenden, können Sie in Höhen nahe 1000 km gelangen dank der Tatsache, dass es immer noch etwas Sauerstoff gibt, der die Atmosphäre dort schwerer macht. In sehr hohen Lagen, die sich 1000 km nähern, ist die Atmosphäre im Grunde genommen nur Helium. Daher ist die einzige Möglichkeit, eine niedrigere Molmasse zu erhalten, die Verwendung von Wasserstoff (unter diesen Bedingungen würde dies in Form eines einatomigen Gases erfolgen): Damit könnten Sie erreichen Die oberste Schicht der Atmosphäre, in der die Zusammensetzung im Grunde nur aus Wasserstoff besteht.
Daher nein, Sie könnten die Atmosphäre sicherlich nicht verlassen, da sie beim Aufstieg schließlich aus der leichtesten vorhandenen Substanz besteht.
Nehmen wir sogar wild an, wir könnten den Ballon buchstäblich mit nichts füllen und ihn trotzdem aufgeblasen halten. dann könnten wir die Masse der Beschichtung nicht mehr ignorieren, da sie der Masse des gesamten Ballons entspricht. Machen wir also die Beschichtung selbst aus Wasserstoff. Trotzdem würde der Ballon die Oberseite der Wasserstoffschicht der Atmosphäre erreichen (die Tatsache, dass er etwas „Leere“ enthält, verleiht ihm eine geringere Dichte als Wasserstoff selbst), aber immer noch dort bleiben, weil seine Masse ungleich Null eine Anziehung in Richtung bedeuten würde Erde.