Cel mai bun răspuns
Există baloane din silicon. Din câte știu, sunt folosite, cel puțin în primul rând, în aplicații medicale (de exemplu: angioplastie), deoarece nu sunt alergenice și nu provoacă multe complicații în corp.
Dacă sunteți întrebând despre jucării / baloane decorative, provocarea este doar că baloanele din cauciuc non-latex nu se comportă în același mod în care se comportă baloanele din latex natural. Asta nu înseamnă că nu este posibil să le faci. Am văzut probe experimentale de baloane din cauciuc non-latex (nu din silicon), dar din câte știu nu au ajuns niciodată pe piață. Nu aveau același aspect sau simț și, prin urmare, nu ar fi un înlocuitor direct pentru baloanele de petrecere pe care le avem acum. Dar cu siguranță pot fi făcute.
Răspuns
Pentru simplitate, să ignorăm greutatea învelișului cu balon: cu cât este mai mare balonul, cu atât mai puțin contează în comparație cu greutatea gazului contine. Să presupunem, de asemenea, că balonul este capabil să se extindă fără limite, astfel încât presiunea gazului intern să fie întotdeauna egală cu cea a atmosferei din jur. Să presupunem, de asemenea, că materialul de acoperire nu absoarbe lumina soarelui, astfel încât gazul să nu fie încălzit de soare mai mult decât atmosfera.
Balonul va crește „atâta timp cât masa sa este mai mică decât masa a gazului atmosferic deplasat de prezența sa ”, care este un alt mod de a spune„ atâta timp cât densitatea sa este mai mică decât cea a gazului atmosferic ”.
Presupunând că i legea referitoare la gaz este valabilă pentru gazul nostru, atunci densitatea acestuia va fi proporțională cu M * P / T, unde P este presiunea, T este temperatura în kelvin, M este masa molară (care este o „măsură” a masei unei singure molecule de gaz). Cu ipotezele noastre, P și T ar fi aceleași pentru gaz și atmosfera înconjurătoare, prin urmare balonul este mai puțin dens decât atmosfera (și, prin urmare, va crește) dacă și numai dacă masa sa molară este mai mică decât masa molară a atmosferei la acea înălțime.
Iată un grafic al compoziției atmosferice în funcție de înălțime derivat din modelul NASA MSIE E-90 ( Compoziția atmosferei Pământului cu Cota este sursa).
Dacă ați folosit heliu pur, atunci ați putea ajunge la altitudini apropiate de 1000 km , datorită faptului că există încă puțin oxigen care îngreunează atmosfera acolo. La altitudini foarte mari, apropiindu-se de 1000 km, atmosfera este practic heliu, prin urmare, singura modalitate de a obține o masă molară mai mică este folosirea hidrogenului (în aceste condiții ar fi sub forma unui gaz monoatomic): cu asta ai putea ajunge chiar stratul superior al atmosferei, unde compoziția este în esență doar hidrogen.
Prin urmare, nu, cu siguranță nu ați putea ieși din atmosferă, deoarece pe măsură ce urcați va fi în cele din urmă compus din cea mai ușoară substanță existentă.
Să presupunem chiar sălbatic că am putea umple balonul literalmente cu nimic și încă îl putem menține umflat; atunci nu am mai putea ignora masa stratului de acoperire, deoarece ar fi aceeași cu masa întregului balon: deci să facem acoperirea însăși din hidrogen. Totuși, balonul ar ajunge în partea superioară a stratului de hidrogen al atmosferei (faptul că conține o anumită „vidă” îi conferă o densitate mai mică decât hidrogenul însuși), dar totuși rămâne acolo, deoarece masa sa non-zero ar implica atracție către pământ.