Почему гелий делает шарик невесомым?
Шарики, наполненные гелием, привлекают наше внимание тем, что поднимаются вверх и парят в воздухе. Это явление связано с плотностью гелия, которая значительно ниже, чем у воздуха. Давайте разберёмся детальнее, как всё это происходит.
Архимедова сила
Основной принцип, который заставляет шарик подниматься — это принцип Архимеда. Согласно этому принципу, на любое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, которая равна весу вытесненного объема жидкости или газа. В случае гелиевого шарика, выталкивающая сила оказывается больше, чем вес самого шарика вместе с гелием.
Разница в плотностях
Гелий — один из наилегчайших газов, его плотность составляет приблизительно (0.1786) кг/м³, в то время как плотность окружающего воздуха около (1.225) кг/м³ при стандартных условиях. Эта разница предоставляет достаточную подъёмную силу для того, чтобы шарик поднимался вверх.
Невесомость шарика
Замеченное ощущение «невесомости» обусловлено балансировкой веса шарика и подъемной архимедовой силы. В реальных условиях достичь «идеальной невесомости» сложновато из-за различных факторов, таких как изменение температуры и давления, но можно добиться состояния, когда шарик стабильно парит на месте.
Законы газов
При наполнении воздушного шарика гелием важно учитывать температуру и давление, так как с их изменением изменяются плотность и подъемная сила. Усиление подъемной силы достигается увеличением объема шарика, что, в свою очередь, связано с нагреванием гелия.
Гелий позволяет воздушным шарикам парить именно благодаря физическим законам, регулирующим разницу в плотностях и силу Архимеда.
Категория: Физика
Теги: газы, невесомость, физика атмосферных явлений