Beste antwoord
Siliconen ballonnen bestaan. Voorzover ik weet, worden ze, in ieder geval voornamelijk, gebruikt in medische toepassingen (bijv. Angioplastiek), aangezien ze niet allergeen zijn en niet veel complicaties in het lichaam veroorzaken.
Als u Bij vragen over speelgoed / decoratieve ballonnen, is de uitdaging alleen dat niet-latex rubberen ballonnen zich niet op dezelfde manier gedragen als natuurlijke latex ballonnen. Dat betekent niet dat het niet mogelijk is om ze te maken. Ik heb experimentele monsters gezien van niet-latex rubberen ballonnen (geen siliconen), maar voor zover ik weet zijn ze nooit op de markt gekomen. Ze hadden niet dezelfde look of feel en zouden daarom geen directe vervanging zijn voor de feestballonnen die we nu hebben. Maar ze kunnen zeker worden gemaakt.
Antwoord
Laten we voor de eenvoud het gewicht van de balloncoating negeren: hoe groter de ballon, hoe minder hij telt in vergelijking met het gewicht van het gas het bevat. Laten we ook aannemen dat de ballon zichzelf onbeperkt kan uitzetten, zodat de druk van het interne gas altijd gelijk is aan die van de omringende atmosfeer. Laten we ook aannemen dat coatingmateriaal geen zonlicht absorbeert, zodat het gas niet meer door de zon wordt verwarmd dan door de atmosfeer.
De ballon zal stijgen “zolang de massa kleiner is dan de massa. van atmosferisch gas verdrongen door zijn aanwezigheid , wat een andere manier is om te zeggen zolang de dichtheid kleiner is dan die van het atmosferische gas .
Ervan uitgaande dat de i deal gaswet geldt voor ons gas, dan zal de dichtheid evenredig zijn met M * P / T, waarbij P de druk is, T de temperatuur in Kelvin, M de molaire massa (wat een maat van de massa van een enkel molecuul van het gas). Met onze aannames zouden P en T hetzelfde zijn voor het gas en de omringende atmosfeer, daarom is de ballon minder dicht dan de atmosfeer (en zal daarom stijgen) als en slechts als zijn molaire massa kleiner is dan de molaire massa van de atmosfeer bij die hoogte.
Hier is een grafiek van de atmosferische samenstelling als functie van de hoogte afgeleid van het NASA MSIE E-90-model ( The Composition of Earths Atmosphere With Hoogte is de bron).
Als je puur helium zou gebruiken, zou je hoogtes in de buurt van 1000 km kunnen bereiken , dankzij het feit dat er nog wat zuurstof is die de atmosfeer daar zwaarder maakt. Op zeer hoge hoogten, bijna 1000 km naderend, is de atmosfeer eigenlijk gewoon helium, daarom is de enige manier om een lagere molecuulmassa te verkrijgen het gebruik van waterstof (in die omstandigheden zou het in de vorm van een mono-atomair gas zijn): daarmee zou je kunnen bereiken de allerhoogste laag van de atmosfeer, waar de compositie in feite gewoon waterstof is.
Daarom nee, je zou zeker de atmosfeer niet kunnen verlaten, want als je omhoog gaat, zal deze uiteindelijk bestaan uit de lichtste bestaande stof.
Laten we zelfs wild aannemen dat we de ballon letterlijk met niets zouden kunnen vullen en toch opgeblazen kunnen houden; dan konden we de massa van de coating niet meer negeren, want die zou hetzelfde zijn als de massa van de hele ballon: dus laten we de coating zelf van waterstof maken. Toch zou de ballon de bovenkant van de waterstoflaag van de atmosfeer bereiken (het feit dat hij een beetje leegte bevat, geeft hem een lagere dichtheid dan waterstof zelf), maar blijft daar, omdat zijn niet-nul massa aantrekking zou impliceren naar aarde.