Az üveghéllal töltött lufi miért fújódik le gyorsabban, mint az oxigénnel töltött?

A hélium labdák és a léggel töltött labdák az egyik legkedveltebb játékszer a gyerekek körében. De miért tűnik úgy, hogy a hélium labdák gyorsabban fújnak ki, mint a léggel töltött labdák?

Az egyik kulcsfontosságú különbség a labdák között az, hogy a hélium gáz könnyebb, mint a levegő. A hélium atomjai sokkal kisebbek és könnyebbek, így gyorsabban tudnak áramolni. Amikor a hélium labdát felfújják, a könnyű hélium atomok a labda belső részébe áramlanak.

A léggel töltött labdákban lévő normál levegőben az atomok nagyobbak és nehezebbek. Amikor a léggel töltött labdát felfújják, a nagyobb atomok nehezebben tudnak áramolni, így a labda kevésbé gyorsan fújódik ki.

Fontos megjegyezni, hogy a hélium labdáknak a hélium gáz elpárologásának is van szerepe a gyorsabb kifújódásban. A hélium könnyedén elpárolog a labda anyagából, míg a léggel töltött labdában lévő levegő nem párolog el ennyire könnyen.

Tehát összegezve, a hélium labdák gyorsabban fújódnak ki, mert a hélium könnyebb és könnyebben áramlik, valamint az elpárologás is gyorsabb. Ezért van az, hogy a hélium labdák lenyűgözően lassan “siklanak” a levegőben.

Miért fúj ki gyorsabban a léggel töltött hélium labda csak sima léggel feltöltöttéhez képest

A hélium labda és a sima léggel feltöltött labda közötti különbség, hogy a hélium egy könnyű gáz, míg a levegő (amelyet a labdáinkon keresztül lélegzünk) egy keverék a gázok és a nitrogénből (kb. 78%) és az oxigénből (kb. 21%). A különbség a labda kifújási sebességében bújik meg.

A hélium lényegesen könnyebb, mint a levegő, ezért ha egy labdát héliummal töltünk, a hélium molekulák közelebb helyezkednek el egymáshoz, és kevésbé ütköznek egymással. A könnyebb molekulák miatt a hélium gyorsabban tud átjutni a labda nyílásán.

Viszont a normál levegő nehezebb és az összetett molekulák nagyon közel helyezkednek el egymáshoz, nagyon sok ütközésük van, ami gátolja a labda fúvását és lassabban hagyja felszállni a levegőt. Ezért a sima léggel feltöltött labda lassabban fog kifújni.

Egy másik tényező, ami befolyásolja a labda fújási sebességét, az a labda nyílásának mérete. Ha a labdanýilás kisebb, akkor nagyobb nyomású lesz a labda belsejében, ami gyorsabb áramlást eredményez, és így gyorsabban fog kifújni.

Tehát összefoglalva, a hélium labdák, mivel könnyebb a levegőnél és kevésbé ütközik egymással a molekuláik, gyorsabban fújnak ki, mint a sima léggel feltöltött labdák.

Gyorsabban a levegővel töltött hélium labda

A hélium labdák rendkívül népszerűek a gyerekek és felnőttek körében, mivel képesek lebegni a levegőben. A léggel töltött labdákkal szemben a hélium labdák gyorsabban képesek emelkedni és lebegni. Ez a jelenség egy sor fizikai tulajdonságon alapul.

Léggel töltött labda

A léggel töltött labdákat általában hétköznapi eszközökkel pumpáljuk fel. A pumpálás során a levegő molekulái a labda belsejébe kerülnek, növelve annak nyomását. A nyomáseltérés miatt a labda megduzzad, és a levegő molekulák hatása miatt felfelé emelkedik. Azonban a levegő sűrűbb, mint a hélium, ezért a labda nem tud olyan magasra emelkedni, mint a héliummal töltött labdák.

Héliummal töltött labda

A hélium labda töltése során a hélium gázt egy speciális palackból pumpáljuk a labda belsejébe. A hélium molekulák sokkal könnyebbek és kevésbé sűrűek, mint a levegő molekulák. Ennek eredményeként a hélium labda lényegesen könnyebb, mint a levegővel töltött labda.

Archimedes-elv

A különbség az archimedesi elvben és a súly erő teremtette kiegyenlítetlen erőben rejlik. Az archimedesi elv szerint egy testet felszív a közeg, amelyben lebeg vagy úszik. Tehát a hélium labdában a labdára ható felfelé irányuló gravitációs erő és a labda alatti levegőt kiszorító felfelé irányuló Archimedes erő közötti különbség miatt a labda felfelé emelkedik.

• A hétköznapi levegő sűrűsége kb. 1,2 kg/m³.
• A hélium gáz sűrűsége kb. 0,18 kg/m³.

Az Archimedes törvénye alapján a hélium labda gravitációs erője kisebb lesz, mint a levegővel töltött labdaé, mivel a súlya kisebb. Ezért a hélium labda könnyebben képes meghaladni a levegő sűrűségét és felfelé emelkedni a levegőben.

csak sima léggel feltöltöttéhez képest

Egy héliummal töltött labda gyorsabban emelkedik a levegőben, mint egy sima léggel töltött labda. Ennek az oka a hélium fizikai tulajdonságai és a légkörben lévő gázok viselkedése.

Hélium fizikai tulajdonságai

A hélium egy könnyű gáz, amely alacsony sűrűségű és alacsony viszkozitású. Ez azt jelenti, hogy kevésbé nyomja a labdát, így kevesebb ellenállással találkozik a levegőben. A hélium molekulák gyorsabban mozognak, mint a levegő molekulái, ami miatt a labda könnyebben kezd el emelkedni.

A légkörben lévő gázok viselkedése

A légkörben lévő gázok sűrűsége eltérő. A hélium alacsonyabb sűrűségű, mint a levegő, ezért a labda könnyebben emelkedik fel a levegőben. A sima léggel töltött labda a körülötte lévő sűrűbb levegőben magasabb ellenállással találkozik, ezért lassabban emelkedik.

Ezért a héliummal töltött labda gyorsabban emelkedik a levegőben, mint a sima léggel töltött labda.