Tại sao Bóng bay khí helium bay được

Tại sao bóng bay khí Heli lại bay được?

Tại sao bóng bay khí Helium lại bay được? Các bạn chắc chắn sẽ trả lời bởi vì nó là khí Heli, nó nhẹ hơn không khí nên nó bay được. Câu trả lời đó là đúng rồi. Ở đây tôi chỉ muốn mổ xẻ nó thêm một chút thôi nhé.

Các loại bóng bay bay được( Bao gồm bóng bay khí Heli, Bóng Bay Hidro, Bóng bay khí nóng). Chúng đều hoạt động dựa theo định luật về lực đẩy Archimedes.

Nội dung định luật

Lực đẩy Archimedes là lực tác động bởi một chất lưu (chất lỏng hay chất khí) lên một vật thể nhúng trong nó. Khi cả hệ thống nằm trong một trường lực (như trọng trường hay lực quán tính). Lực này có cùng độ lớn và ngược hướng của tổng lực mà trường lực tác dụng lên phần chất lưu có thể tích bằng thể tích vật thể chiếm chỗ trong chất này.

Nghe đồn rằng định luật này được phát hiện khi ông đang nằm trong bồn tắm. Thấy nước dềnh lên ông nghĩ ngay ra vấn đề. Và cứ thế chạy ra đường hô ê rơ ca.

Còn trong các quả bóng bay

Trong trường hợp này, bóng bay khí helium đang đứng trong một “bể” không khí. Giống như khi bạn đứng dưới nước ở dưới đáy của bể bơi.  Khi bạn đứng đó, có thể coi như bạn đứng sâu 3m dưới nước .

Còn quả bóng bay khí Helium trong trường hợp này là đứng ở dưới cùng của một “vũng khí” đó là nhiều dặm sâu.

Quả bóng heli chứa một lượng khí helium trong không khí. Giống như cái chai rỗng trong nước. Chỉ cần heli cộng với bóng bay nhẹ hơn không khí nó sẽ nổi trong không khí.

Helium nhẹ hơn không khí. Tuy không thể so sánh như giữa nước và không khí (một lít nước nặng khoảng 1.000 gram, trong khi một lít không khí nặng khoảng 1 gam).

Helium nặng 0.1785 gram/lít. Nitơ nặng 1.2506 gram/lít, và vì nitơ chiếm khoảng 80% không khí cho nên ta cứ tạm tính là không khí cũng nặng khoảng 1.25 gram/lít.

Vì vậy, nếu bạn có một chai soda 1 lít đầy heli, chai sẽ nhẹ hơn khoảng 1 gram so với cùng một chai chứa đầy không khí. Nhưng nó vẫn không nổi. Bởi vì bản thân khối lượng của vỏ chai tương đối nặng. Tuy nhiên, với khối lượng lớn, sự khác biệt 1gram trên lít giữa không khí và heli có thể khác nhau nhiều. Điều này giải thích tại sao khí cầu và bóng bay nói chung là khá lớn

Chúng phải cần rất nhiều không khí để nổi. Bảng tính dưới đây cho thấy lực nâng khác nhau của các thể tích helium khác nhau.

Cách tính lực nâng của Bóng bay khí helium

Một quả Bóng bay khí helium có đường kính 100foot có thể nhấc 33.000pounds! Đây là cách bạn có thể tìm ra lực nâng của helium trong một quả cầu hình cầu helium:

Nguyên lý bay lên của bóng bay Heli
Nguyên lý bay lên của bóng bay Heli

Xác định khối lượng của bóng bay.

Thể tích của quả cầu là 4/3 x Pi x R3.

Trong đó R là bán kính của quả bóng.

Vì vậy, trước tiên xác định bán kính của quả bóng (bán kính là một nửa đường kính).

Bán kính (nhân với chính nó hai lần: R x R x R), nhân với 4/3 và sau đó nhân với Pi.

Một 1m³ Heli  sẽ nâng khoảng 1,007 kg. Dựa vào đó, bạn có thể tính được lượng helium cần thiết.

Ví dụ, một quả bóng  có bán kính 1m. Ta có thể tính lực nâng của nó như sau:

Thể tích của nó là: 4/3 x 13  x 3.14 = 4.19 m3

Lực nâng sẽ là: 4.19 x 1.007 / 1 = 4.22 kg

Mặc dù không được sử dụng nhiều nữa, nhưng bóng bay hydro đã từng khá phổ biến. Hydrogen chỉ nặng 0.08988 gram trên một lít. Tuy nhiên, nó rất dễ cháy, do đó, tia lửa nhỏ nhất có thể gây ra một vụ nổ rất lớn.

Kết luận

Vậy tại sao heli và hydro lại nhẹ hơn không khí? Đó là vì các nguyên tử hydro và heli nhẹ hơn một nguyên tử nitơ. Chúng có ít điện tử, proton và neutron hơn các nguyên tử nitơ, cho nên chúng nhẹ hơn (trọng lượng nguyên tử của hydro là 1, helium là 4 và nitrogen là 14). Số nguyên tử của mỗi phần tử này xấp xỉ cùng một khoảng không gian. Do đó, các loại khí được làm bằng các nguyên tử nhẹ hơn nhẹ hơn.

Như vậy, giải thích theo khoa học là bóng bay (Bóng bay heli, bóng bay hidro, bóng bay khí nóng…) bay được là dựa trên định luật về lực đẩy Archimedes. Còn bạn muốn tính toán nâng được vật nặng bao nhiêu hãy tham khảo thêm tại đây nhé.

Còn tôi cứ tính hàng xáo là cứ 1m³ khí Heli thì nâng được 1kg. Quá đơn giản phải không bạn.

Nơi cung cấp khí Heli bơm bóng bay 

Vietxuangas chuyên cung cấp khí Heli bơm bóng bay cũng như các sản phẩm khí đặc biệtkhí công nghiệp khác như: Khí MetanKhí SF6khí C3H8

Quý khách có nhu cầu mua Bóng bay khí helium vui lòng liên hệ:

Tư vấn kỹ thuật và bán hàng: 0913 532 568

Hân hạnh được phục vụ.

icons8-exercise-96 challenges-icon chat-active-icon