מדוע בלוני הליום מתרוקנים?

בלוני הליום מתרוקנים לאחר מספר ימים, למרות שבלוני לטקס רגילים מלאים באוויר עשויים לשמור על צורתם במשך שבועות. מדוע בלוני הליום מאבדים את הגז שלהם ואת ההתעלות שלהם כל כך מהר? התשובה קשורה לאופי ההליום ולחומר הבלון.

פריטים עיקריים: בלוני הליום

הֶלִיוּם הוא גז אציל, כלומר לכל אטום הליום יש מלא מעטפת אלקטרונים ערכיות. מכיוון שאטומי הליום יציבים בפני עצמם, הם אינם יוצרים קשרים כימיים עם אטומים אחרים. אז, בלוני הליום מלאים בהרבה אטומי הליום זעירים. בלונים רגילים מלאים באוויר, כלומר בעיקר חנקן וחמצן. אטומי חנקן וחמצן בודדים הם כבר הרבה יותר גדולים ומסיביים יותר מאטומי הליום, בנוסף האטומים הללו נקשרים יחד ליצירת N₂ ו-O₂ מולקולות. מכיוון שהליום הוא הרבה פחות מסיבי מחנקן וחמצן באוויר, בלוני הליום צפים. עם זאת, הגודל הקטן יותר מסביר גם מדוע בלוני הליום מתרוקנים כל כך מהר.

אטומי ההליום הם זעירים מאוד - כל כך זעירה התנועה האקראית של האטומים מאפשרת להם בסופו של דבר למצוא את דרכם דרך החומר של הבלון דרך תהליך הנקרא דיפוזיה. חלק מההליום אפילו מוצא את דרכו דרך הקשר שקושר את הבלון.

לא הליום ולא בלוני אוויר מתרוקנים לחלוטין. בשלב מסוים, לחץ הגזים הן בחלקו הפנימי והן בחלקו החיצוני של הבלון הופך להיות זהה והבלון מגיע לשיווי משקל. גזים עדיין מוחלפים על פני דופן הבלון, אך הוא אינו מתכווץ יותר.

האוויר מתפזר באיטיות דרך בלוני לטקס רגילים, אבל הפערים בין מולקולות לטקס קטנים מספיק כדי שייקח הרבה זמן עד שדי אוויר ידלוף החוצה ויהיה חשוב באמת. אם תכניס הליום לבלון לטקס, הוא מתפזר החוצה כל כך מהר הבלון שלך יתרוקן תוך זמן קצר. כמו כן, כאשר מנפחים בלון לטקס, ממלאים את הבלון בגז ומפעילים לחץ על המשטח הפנימי של החומר שלו. לבלון ברדיוס של 5 אינץ' יש כוח של כ-1000 פאונד על פני השטח שלו! אתה יכול לנפח בלון על ידי הנפת אוויר לתוכו כי הכוח ליחידת שטח של הממברנה הוא לא כל כך גדול. זה עדיין מספיק לחץ כדי לדחוף הליום דרך דופן הבלון, בדומה לאופן שבו מים מטפטפים דרך מגבת נייר.

אז, בלוני הליום הם נייר כסף דק או מיילר כי הבלונים הללו מחזיקים את צורתם ללא צורך בלחץ רב וכי הנקבוביות בין המולקולות קטנות יותר.

מה מתרוקן מהר יותר מבלון הליום? א מֵימָן בַּלוֹן. למרות שאטומי מימן יוצרים קשרים כימיים זה עם זה כדי להפוך ל-H₂ גז, כל מולקולת מימן עדיין קטנה מאטום הליום בודד. הסיבה לכך היא שאטומי מימן רגילים חסרים נויטרונים, בעוד שלכל אטום הליום יש שני נויטרונים.

אתה כבר יודע שחומר הבלון משפיע על מידת החזקה של הליום. נייר כסף ומילר עובדים טוב יותר מאשר לטקס או נייר או חומרים נקבוביים אחרים. ישנם גורמים נוספים המשפיעים על משך הזמן שבו בלון הליום נשאר מנופח וצף.

• ציפויים בחלק הפנימי של הבלון משפיעים על משך הזמן שהוא מחזיק. חלק מבלוני הליום מטופלים בג'ל המסייע להחזיק את הגז בתוך הבלון זמן רב יותר.
• טֶמפֶּרָטוּרָה משפיע כמה זמן בלון מחזיק מעמד. בטמפרטורה גבוהה יותר, תנועת המולקולות גדלה, ולכן קצב הדיפוזיה (וקצב הדפלציה) גדל. מגביר את הטמפרטורה מגביר גם את הלחץ שהגז מפעיל על דופן הבלון. אם הבלון הוא לטקס, הוא יכול להתרחב כדי להכיל את הלחץ המוגבר, אבל זה גם מגדיל את הפערים בין מולקולות לטקס, כך שהגז יכול לברוח מהר יותר. בלון נייר כסף לא יכול להתרחב, ולכן הלחץ המוגבר עלול לגרום לבלון להתפוצץ. אם הבלון לא קופץ, הלחץ אומר שאטומי הליום מקיימים אינטראקציה בתדירות גבוהה יותר עם חומר הבלון, ודולפים החוצה מהר יותר.