Balonların uçma yeteneğinin nedenini açıklayan çeşitli teoriler vardır. Geniş anlamda bu işlem hava ve gazın ağırlığının oranıyla belirlenir. Balon doluysa...
Balonların uçma yeteneğinin nedenini açıklayan çeşitli teoriler vardır. Geniş anlamda bu süreç, hava ve gazın ağırlığının oranıyla belirlenir. Bir balon gazla doluysa yükselir ve yere düşmez. İçinin havayla dolması örneğin kişinin balonu tek başına şişirmesi durumunda uçma yeteneği azalır. Gaz havadan çok daha hafiftir, bu nedenle helyumla dolu balonlar en iyi şekilde yüzer.
Balonlar dolguya bağlı olarak farklı manipülasyonlar gerçekleştirebilir:
- top karbondioksit, hava veya argonla doluysa daha kötü uçacaktır;
- Neon, metan, nitrojen, helyum ve hidrojen, bu gazların ağırlığının minimum olması ve havanın kütlesiyle arasındaki büyük fark nedeniyle topun hızla havalanmasını sağlıyor.
Fizik açısından balon uçuşu
Fizik açısından bakıldığında, bir gaz veya sıvı içine yerleştirilen herhangi bir cisim, cismin ağırlığına eşit bir yer değiştirme kuvvetine maruz kalır. Bu durumda balon, havaya "yerleştirilen" bir cisimdir. Çünkü Topu dolduran gaz onu havaya göre hafif hale getirir, ardından kaldırma kuvveti gerçekleşmeye başlar. Bu sayede top hızla yükselir ve uçmaya başlar.
Havayla dolu balonların uçuş özelliklerinin pek iyi olmamasının nedenini fizik yardımıyla açıklamak mümkündür. Bu durumda ağırlık hemen hemen aynıdır, dolayısıyla top yalnızca havada yüzebilir, ancak kuvvet uygulanmadan yere batar.
Bir balonun havadaki uçuşu, gemilerin sudaki yolculuğuna benzetilebilir. Hem birinci hem de ikinci durumda, daha hafif olan gövde, ağır su veya hava tarafından dışarı itilir. Üstelik su ve havanın kaldırma kabiliyeti hemen hemen aynı derecededir.
Sıcak hava balonları neden uçar?
Havacılık amaçlı büyük balonlar, küçük oyuncak balonlarla aynı nedenlerle uçarlar. Bu durumda uçabilme yeteneğinin açıklaması da fizik kanunlarıdır. Topun büyüklüğü, sepetin ağırlığı ve yolcular birbiriyle yakından ilişkilidir. Balon, içindeki havayı ve ortaya çıkan gazı ısıtarak yükselir. Bu etki nedeniyle top havadan hafifler ve üzerine kaldırma kuvveti uygulanır. 
Balon kontrolü
Herhangi bir balonu kontrol etmek imkansızdır. Ana kontrol gücü her zaman hava veya rüzgardır. Küçük bir balonu bırakıp ipinden tutarsanız, tüm çabalarınıza rağmen onu istediğiniz yöne çeviremezsiniz. Balonlarda da benzer bir durum yaşanıyor. Sepetteki yolcuların yapabileceği tek şey topu yer seviyesine indirmek veya daha yükseğe havaya kaldırmaktır. Ağırlığın azaltılmasıyla yükseklik kazanılır (özel ağırlıklar düşürülür) ve kauçuklu malzemenin içindeki havanın ısınma sıcaklığı kontrol edilerek gaz miktarı azaltılarak top alçaltılır. Brülör seviyesi değiştirilerek sıcaklık değiştirilir.
Balonlar ve hava gemileri neden hidrojen veya helyumla dolu?
Çocukken herkes balonlarla oynardı. Hiç kimse balonların neden hidrojen veya helyumla doldurulduğunu merak etmedi. Bu soruyu cevaplamak için okul fizik dersindeki bazı soruları hatırlamanız gerekir. 
Biraz fizik
Eğer bir cisim havadaysa, ona birçok kuvvet etki eder. En büyük etki Arşimet kuvveti ve ağırlığı tarafından uygulanır. Aralarındaki farka kaldırma denir. Eşitlerse, balon serbestçe asılı kalır veya şekli akıntılara bağlı olan karmaşık eğriler halinde havada hareket eder. Arşimet kuvvetinin ağırlıktan büyük olduğu ortaya çıkarsa, balona yukarı doğru etki eden bir kaldırma kuvveti ortaya çıkar. 
Uçağın ağırlığı, gazın kendisinden, içinde bulunduğu kabuktan ve kaldırılan yükten oluşur.
Kabuğu ortam sıcaklığındaki sıradan havayla doldurursanız top yükselmez. Havanın ısıtılması gerekiyor. Bu nedenle balonun, kabuğun içindeki havayı sürekli olarak ısıtmak için bir yakıcı ile donatılması gerekir.
Arşimet kuvveti, kabuğun hacmine ve içinde bulunan hava ve gazın yoğunluk farkına bağlıdır.
Yükseklik arttıkça sıcaklık düşer, hava basıncı ve kapalı kabuktaki yoğunluğu azalır. Buna göre Arşimet kuvveti azalır ve top alçalmaya başlar. Bunun olmasını önlemek için, brülörün yerleştirildiği kabuğun alt kısmında bir delik açılır. Yakılan yakıt miktarını azaltarak veya artırarak uçuş irtifasını kontrol edebilirsiniz.
Kapalı zarflı uçaklar, aynı sıcaklıkta, çevredeki havadan daha az yoğunluğa sahip olan gazları kullanır.
Mevcut gazlar arasında hidrojen en düşük yoğunluğa sahiptir. Endüstride büyük miktarlarda üretildiğinden maliyeti nispeten düşüktür.
Günümüzde güvenlik nedeniyle balonun küresel kabuğu helyumla doldurulmuştur. Bu nadir kimyasal element, ilk olarak güneşin spektral analizi sonucunda keşfedildi ve güneş anlamına gelen Helios adı verildi. Çok sonraları bu gaz yeryüzünde keşfedildi.
Aynı sıcaklıkta helyumun yoğunluğu havadan 10 kat daha azdır. Hidrojenin daha da iyi bir göstergesi var - 20. Bu nedenle başlangıçta balonlar hidrojenle dolduruldu. Ancak helyumdan farklı olarak yanıcı ve patlayıcı bir gazdır. Bu elemanın kullanımı güvenlidir ancak helyum dolu bir balonun kaldırma kuvveti çok daha azdır.
Küçük bir tarih
Büyük balonlara aerostat adı verilir ve geçmişte çoğunlukla bilimsel araştırmalar için kullanılırdı. Çoğu çeşitli çaplarda kürelerdi.
Küre hacmi 4000 m³'ü aşan en büyük balon olan Record, 2010 sonbaharında havalandı. Gondolunda 36 kişi seyahat etti.
Balonun yükseldiği maksimum yükseklik 21 km'den fazlaydı. Rekor uçuş 2005 yılında Hindistan vatandaşı Vijaypat Singhania tarafından yapıldı. Balon sıcak havayla dolduruldu.
Geçen yüzyılın başında ve ortasında insan ve kargo taşımak için puro şeklindeki hava gemileri kullanılıyordu.
İnsanlık tarihinin en büyük zeplin olan Hindenburg, 30'lu yılların sonlarında Nazi Almanyası'nda inşa edildi. Atlantik boyunca 21 uçuş yaptı ve 1937'de öldü. O zamanlar Almanya'da helyum yoktu ve Hindenburg tanklarının tamamı hidrojenle doluydu. Kazanın nedeni bilinmiyor. Trajediden sonra hidrojen dolu balonlar ve hava gemileri artık yolcu taşımak için kullanılmıyor. Yalnızca bilimsel amaçlarla kullanılırlar.
Gerçekten şenlikli bir ruh hali yaratmak için balonlara ihtiyacınız var. Herhangi bir kişiye tatilin neyle ilişkili olduğunu sorun, o da öyle ya da böyle balonlar hakkında söyleyecektir. Hem yetişkinler hem de çocuklar onları gerçekten seviyor, bu yüzden bu tür dekorasyonlar olmadan bir tatil... Pek eğlenceli değil.
Eğlence endüstrisinin piroteknik ve çeşitli başarıları olsa bile. Ve eğer toplar uçarsa, bu genellikle sihire benzer. Yani havalı dekorasyonlarla unutulmaz bir tatil yaratmak oldukça kolay. Üstelik artık pek çok firma balon teslimatı gibi uygun bir hizmet sunuyor.
Bugün balonların pek çok çeşidi var - lateks, yuvarlak, uzun, kalp şeklinde veya başka şekillerde. Folyo olanlar var: küçükten büyüğe, basit yuvarlaktan karmaşık şekillere. Çizgi film karakterleri, hayvanlar, harfler ve sayılar şeklinde balonlar bulunmaktadır. Mat, şeffaf, sedefli, parlak, yıldızlar, çiçekler, hayvanlar, arabalar... Neyse. Ve evet, tüm bunlar uçabilir - asıl mesele topun doğru gazla şişirilmesidir.
Yazımızdan balonların hangi maddelerle şişirildiğini, uçmaları için hangi gazla şişirilmesi gerektiğini ve evde balonları şişirmek için neler kullanabileceğinizi öğreneceksiniz.
Balonları şişirmek için hangi gaz kullanılır?
En yaygın olanı sıradan havadır. Bir balonu şişirmekten daha kolay ne olabilir? Hiçbir şey, özellikle de bir pompa varsa. Birkaç saniye - ve tatilin parlak dekorasyonu hazır. Çiçeklerin, çelenklerin ve duvarlara, merdivenlere, pencerelere sabitlenen tüm süslemelerin yapıldığı balonlar havayla şişirilir.Balonları şişirmek için başka hangi gaz kullanılır? Karbondioksit. Bu, kimyasal deneyleri seven veya düzenli enflasyonla uğraşmak istemeyenler için bir yöntemdir.
Karbondioksit elde etmek için sıradan sirkeyi, %9'u ve sodayı birleştirmeniz yeterlidir. Bir ürün için 150 ml sirke ve bir çorba kaşığı sodaya ihtiyacınız var. Toz bir topun içine dökülür, ardından kuyruğu bir şişe sirke üzerine çekilir, soda şişeye dökülecek şekilde top çalkalanır. Şiddetli bir tepki - ve artık balon doldu.
Balonları uçurmak için neyle şişirirsiniz?
Hidrojen bir zamanlar kullanıldı. Ancak oksijenle birleştiğinde patlayıcı bir gaz oluşturduğu için bundan hemen vazgeçildi. Ateş gösterisi elbette ilginçtir, ancak yalnızca kontrollü olması durumunda. Ancak balon patlamasına kontrollü denemez.
Bu nedenle hidrojen yerine helyum kullanmaya başladılar. İdealdir - havadan çok daha hafif, tamamen inert ve güvenli, oldukça uygun fiyatlı. Uçan el sanatları için ideal gaz. Ayrıca sağlık açısından güvenlidir - tüplü dalgıçlar için karışımlara helyum bile dahildir. Ve onu solumanın ilginç bir yan etkisi olan komik bir ses sizi güldürür. Ayrıca helyumun kokusu ve tadı yoktur. Ve eğer dekorasyon patlarsa kötü bir şey olmayacak.
Evde helyum yerine balon nasıl şişirilir?
Prensip olarak helyum, ev için satın alınamayacak kadar erişilemez değildir. Ancak balon almak istemiyorsanız uçan balon için tek bir seçeneğiniz var: Hidrojen. Evet, bir dereceye kadar tehlikeli ama havadan hafif olan tek gazdır ve doğaçlama yöntemlerle üretilebilir. Ve şu şekilde elde edilir:- Şişeye 150 ml ılık su dökülür;
- Oraya sıradan folyo parçaları da atılıyor;
- Bundan sonra 3 yemek kaşığı kostik soda (kostik soda, drenaj temizleyici) ekleyin;
- Şişenin üzerine hemen bir balon yerleştirilir.
Dikkat! Kostik soda ile yapılan deneyler gibi hidrojen de potansiyel olarak tehlikelidir. Bu gaz solunmamalıdır. Ayrıca doğum günü pastası mumları, maytaplar vb. dahil bu tür balonları ateşten uzak tutmalısınız. Bu nedenle tatilinizi uçan balonlarla süslemek istiyorsanız riske atmamalısınız. Sonuçta buradaki risk sadece tatilin mahvolması değil...
Uygun balonları seçebileceğiniz bir mağazaya gitmek çok daha iyidir ve onları size zaten şişirilmiş olarak teslim edeceklerdir. Her şey çok daha kolay hale geliyor ve o kadar da pahalı değil. Üstelik evde balonları nasıl şişireceğinizi, helyum yerine ne kullanacağınızı vb. düşünmenize gerek yok.
Mechtalion.ru tarafından hazırlanan materyal.
Balonlar, doldurdukları gazın çevredeki havadan daha hafif olması nedeniyle yukarı doğru yükselir. Birçok gazın, özellikle de hidrojen ve helyumun yoğunluğu havadan daha düşüktür. Bu, belirli bir sıcaklıkta birim hacim başına havadan daha az kütleye sahip oldukları anlamına gelir.
Bu tür hafif gazlar bir balona pompalandığında, gaz kabuğunun, sepetin, ağırlığın ve kabloların toplam ağırlığı, balonun yerini değiştirdiği havanın ağırlığından az olana kadar yükselecektir. (Fizikte hava, sıvı bir ortam olarak kabul edildiğinden, sıvıya batırılan cisimler için geçerli olan kanunun aynısı burada da geçerlidir.) Yoğunluğu soğuk havaya göre daha düşük olan sıcak hava da yükselir. Sıcak hava bazı gazlar kadar hafif olmasa da, genellikle güçlendirilmiş naylon gibi hafif kumaştan yapılan balon kabuğunun boynunun altına monte edilen propan meşaleleri sayesinde daha güvenlidir ve kolaylıkla üretilir. Sıcak havayla dolu balonlar genellikle birkaç saat boyunca uçuşta kalırlar, ancak kabuk içindeki havanın ilave ısınması olmazsa yavaş yavaş irtifa kaybederler.
Farklı sıcaklıklardaki moleküller
- Hava soğuk olduğunda moleküller yavaş hareket eder ve birbirine yakındır.
- Hava ısındığında,Moleküller daha hızlı hareket etmeye ve yanlara doğru ayrılarak daha büyük bir hacmi doldurmaya başlar.
- Isınan havadan berigenişlemeye devam ettikçe yoğunluğu azalır.
- Havayı soğuturkenMoleküller hızlarını kaybeder, hacimleri azalır ve yoğunlukları artar.
- Balon yan yatıyor. Propan meşaleleri kabuğun içindeki havayı ısıtır, bu da kabuğun şişmesine ve yükselmesine neden olur.
- Sıcak, hafif hava (metnin altındaki resim) kabuğun içinde yükselir ve duvarları boyunca aşağı doğru akar. Boyundan soğuk hava sıkılır, kabuğun havayla birlikte ağırlığı azalır ve balon yükselir.
- Pilotlar, brülörleri periyodik olarak açarak irtifalarını korur veya arttırır. Kabuğun içindeki hava dışarıdaki havadan daha sıcak olduğu sürece kaldırma kuvveti yer çekimi kuvvetinin üstesinden gelir.
- Balon, içini dolduran havanın soğuyup büzülmesiyle alçalır. Pilotlar, balonun tepesindeki bir delikten sıcak havayı serbest bırakarak inişlerini hızlandırabilirler.
Basınç, hacim ve sıcaklığın etkileşimi
Üç parametrenin birbirine bağımlılığı. Bir gazın basıncı, hacmi ve sıcaklığı birbiriyle ilişkilidir. Oda sıcaklığında (sağda), gaz moleküllerinin kabın içindeki hareketi belirli bir basınç oluşturur. Hacim bunun yarısından fazlaysa (sağdaki orta resim), iç basınç iki katına çıkar. Hava ısındığında (en sağda), sıcaklığıyla orantılı olarak basıncı artar ve hacmi artar.
Helyum tehlikeli midir?
Gazın tehlikeli bir madde olduğu fikrini sıklıkla duyabilirsiniz. Bu doğru bir ifade değil. Neden bu kadar sık “oluyor”?
Gerçek şu ki, Rus dilindeki diğer birçok kelime gibi "gaz" kelimesinin de çeşitli anlamları (tanımları) vardır. “Ana” anlamında gaz, maddenin bir halidir (herhangi bir madde katı, sıvı ve gaz halinde olabilir). Ve ek anlamlardan birinde gaz kavramı şu anlama gelir: ev tipi yanıcı gaz gaz sobası brülörlerinde kullanılır (genellikle metan, propan veya bütan).
Balonları şişirmek için hangi gaz kullanılır? Top "uçarsa", gaz sobalarına sağlanan gazla şişirilmediğinden emin olabilirsiniz. Yalnızca havadan çok daha hafif olan çok hafif bir gaz topu havada destekleyebilir. Propan ve bütan havadan ağırdır ve top yerde durur. Metan havadan biraz daha hafiftir, ancak yine de kaldırma kuvveti "sıradan" küçük bir balonu gökyüzüne kaldırmak için yeterli olmayacaktır: yalnızca metanla dolu devasa bir balon yerden yükselebilir - ve o zaman bile son derece "yavaşça": çok düşük bir kaldırma kuvvetine sahip olacaktır.
Hangi gaz herhangi bir lateks veya folyo balonu kolaylıkla havaya kaldırabilir? Bu türden yalnızca iki gaz vardır: hidrojen ve helyum. Bu gazların her ikisi de temel maddelerdir ve D.I. Mendeleev'in periyodik tablosunda 1 ve 2 sayılarıyla listelenmiştir. Evrendeki yaygınlıkları açısından benzerdir: hidrojen birinci sırada, helyum ikinci sırada. "Hafiflik" açısından bu gazlar da birinci ve ikinci sırayı alır (hidrojen en hafiftir ve helyum sadece biraz daha ağırdır) ve diğer tüm gazlardan çok daha üstündür. Atomların büyüklüğü açısından da liderdirler, ancak burada durum biraz tersidir: helyum en küçük atoma sahiptir ve hidrojen ikinci sıradadır.
Ancak bu, gazlar arasındaki benzerliklerin sonu gibi görünüyor. Hidrojen çok aktif bir elementtir, son derece yanıcı ve patlayıcıdır: evdeki propandan bile daha tehlikelidir. Helyum kesinlikle inert bir gazdır ve bilinen herhangi bir maddeyle reaksiyona girmez, bu nedenle yanamam veya yanmayı desteklemez ve ayrıca zehirlenmeye neden olamaz. Rus ve Avrupa standartlarına göre ve yangın güvenliği kurallarına uygun olarak balonları şişirmek için yalnızca helyum (veya normal hava) kullanılır.
Balondan helyum solumak güvenli midir? Tabii ki, bakteri veya mevcut olabilecek diğer yan faktörlerden değil, helyumun kendisinden bahsediyorsak oldukça güvenlidir. Helyum, kimyasal anlamda, dünya atmosferinin çoğunu oluşturan nitrojenden bile daha "nötr"dür. Helyum, pratik olarak insan kanında çözünmediği için tüplü dalgıçlar tarafından büyük derinliklerde çalışırken solunum karışımının bir bileşeni olarak kullanılır.
Helyum tankı tehlikeli midir? Eğer yüksek basınçlı bir silindir ise, yaklaşık 150 atmosfer veya daha fazla ise, o zaman şüphesiz imha durumunda tehlike oluşturur. Ancak metal bir silindiri yok etmek hiç de kolay bir iş değildir. Fabrika silindirlerinin kapsülünün güvenlik marjı oldukça büyüktür. Kullanımdan önce silindirler çalışma basıncının üç katı basınçta test edilir; bundan sonra silindirin üzerine bir sonraki sertifikanın ayını ve yılını gösteren dört rakam şeklinde bir fabrika işareti yerleştirilir. Beyaz boyayla "helyum" veya "He" (helyum) yazılı kahverengi bir silindir görürseniz ve üstünde sertifikanın ay ve yılı (mevcut olandan daha sonra) damgalanmışsa, sakin olabilirsiniz (tarih olsa bile) sertifikasyon "biraz güncel değil). Orenburg fabrikası tarafından üretilen helyum tüpleri (bu, Rusya'daki tek helyum fabrikasıdır) kalabalık yerlerde kullanım için onaylanmıştır. Ancak birisinin bir gaz silindirini öğütücüyle kesmeye veya delmeye çalıştığını veya keskiyle vurduğunu fark ederseniz, silindirin helyumla veya başka bir şeyle dolu olup olmadığına bakılmaksızın alarmı çalmalısınız. boş ya da boş değil...
Kapalı bir alanda bir veya daha fazla balon patlarsa helyum boğulmaya neden olabilir mi? Burada büyüklük sırasını tahmin etmek gerekir. Bir orta boy topun hacmi yaklaşık 7 litredir. Örneğin iki x üç metre ve tavan yüksekliği 2,5 metre olan küçük bir odada hacim 15 metreküptür. metre - yani 15.000 litre. Bu odada 50'ye kadar helyum balonunu "patlattığınızda" hacmi yaklaşık 350 litre olacaktır. Bu, hava hacminin %2'sinden biraz fazladır. Helyumun toksik olmamasına ve alerjik reaksiyonlara neden olmamasına rağmen değer son derece önemsizdir. Ek olarak, helyum atomlarının nüfuz etme yeteneği çok yüksek olduğundan, tüm helyum anında yükselecek ve oldukça hızlı bir şekilde tavandan sızacaktır. Sadece bu da değil: İçeride bir balon açıp tüm helyumu odaya salsanız bile, insanlara veya hayvanlara herhangi bir zarar vermez. Ancak eğlenmek için bir balondan helyum solumaya karar verirseniz (helyum sesinizi değiştirir, ses tellerinin daha yüksek frekansta titreşmesine neden olur), kendinizi fazla kaptırmamalısınız: helyumu uzun süre tek başına içinize çekerseniz ve bunu yaparsanız Düzenli hava solumazsanız, helyum zehirli olmamasına rağmen başınız dönebilir. Sonuçta yeryüzünde yaşayan canlıların organizmaları oksijene ihtiyaç duyacak şekilde tasarlanmıştır!
Sigara içmek veya açık ateş kullanmak mümkün mü? Gaz ekipmanlarının veya şişirilmiş balonların yakınında mı, özellikle de bazıları açıkça helyum sızdırıyorsa? Sıvı veya gaz halinde helyum, nitrojen ve karbondioksit bulunan depolarda güvenlik önlemleri - yasaklamıyor sigara içmek çünkü bu gazlar tutuşturmayın ve diğer maddelerin yanmasını desteklemez. Ancak yanan bir sigara balona değerse büyük olasılıkla patlayacaktır; balon sıcak bir ampule dokunduğunda da aynı şey olacaktır. Ancak bu, topun kabuğunu oluşturan kauçuğun patlamasına neden olacaktır. Patlama veya alev olmayacak.
Helyum dolu balon küçük bir çocuk için güvenli midir? Avrupa standartlarına göre, uzun bir süre, 3 yaşın altındaki çocuklara, steril ambalajda sunulanlar dışında hiçbir oyuncak tavsiye edilmemektedir. Ve buradaki mesele, herhangi bir malzemenin veya maddenin çocuğun vücudu üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabileceği değil - ancak küçük bir çocuğun, onu önce yere yuvarladıktan sonra veya başka bir "non" olarak büyük olasılıkla ağzına koymaya çalışacağıdır. -steril” yerler. Balon kabuğunun yapıldığı doğal lateksin yanı sıra teknik helyum (%98'den fazla) veya helyum-hava karışımı (60/40) sağlık açısından tehlike oluşturmaz. Bebek onunla çok dikkatli oynamazsa lateks topun patlayabileceğini ve yüksek pop sesinin çocuğu korkutabileceğini dikkate almanız yeterlidir. Bu nedenle, küçüklere lastik bir top değil, kural olarak daha renkli olan ve çocuğun yanlışlıkla ısırması durumunda "patlamayan" bir folyo figürü verilmesi önerilir.
Yöneticilerimiz bu ve diğer soruları telefonla daha ayrıntılı olarak yanıtlamaya hazır. Saygılarımızla, portal web sitesinin yönetimi