Многим приходилось запускать в небо воздушные шары, надутые гелием. При этом людей интересует вопрос: как высоко они поднимаются в небо, что с ними происходит, когда они исчезают из поля зрения?
Условия, необходимые для полета шарика
Чтобы шарик полетел ввысь, его надо наполнить газом, который легче воздуха. Можно для этой цели использовать водород, он самый легкий из газов, но взрывоопасен. Гелий – второй в таблице Менделеева газ, нетоксичен, безопасен в применении, его вес в 7 раз меньше веса воздуха. Именно он стал наполнителем для детских воздушных шариков. Сам шарик должен быть изготовлен из прочного, но эластичного материала. Этим требованиям отвечает латекс. Он тонкий, эластичный и прочный. Большинство воздушных шаров изготавливаются из латекса. В последние годы у этого материала появился конкурент – лавсановая пленка, покрытая блестящей краской. Из нее изготавливаются фольгированные шары, они также подходят для наполнения гелием. Но размеры шаров должны быть достаточно большими, чтобы они поднимались вверх. Преимущества фольгированных изделий заключаются в более высокой прочности, разнообразии форм, размерах и расцветках. Но будут ли эти достоинства влиять на высоту поднятия шариков?
Сравнение латексных и фольгированных шаров
Исследуя вопрос высоты полета шариков с гелием, рассмотрим несколько интересных фактов, приведенных разными испытателями:
- Рекордсменом является латексный шар, который поднялся на высоту 53 км. Запущен был Японским космическим агентством в 2002 году.
- На высоту 35,8 км поднялся гелиевый шарик, запущенный школьниками в Канаде в 2007 году.
- В 2006 году был запущен гелиевый шар в Англии и, передвигаясь на тысячи км, поднялся на высоту 32 км.
- В 2010 году, в США, шарик с гелием поднялся на 20 км вверх, запущенный испытателем Р. Гаррисоном.
И это только несколько фактов, подтвержденных видеосъемками. Как видим, гелиевые «путешественники» способны без труда подниматься в верхние слои стратосферы. Ученые объясняют такую способность простого латексного шарика следующим. Поднимаясь в верхние воздушные слои, шарик начинает охлаждаться, при этом, его объем увеличивается в 5-6 раз из-за высокого давления изнутри. Поэтому, если шарик из латекса сильно надуть, он быстро лопнет. Если его наполнить газом не до конца, то в процессе полета он растягивается. Чем выше поднимается шарик, тем больших объемов он достигает. И здесь есть два варианта развития событий: шарик лопнет или начнет снижаться. Ведь на место просачивающегося через растянутые стенки гелия поступает воздух, и шар опускается вниз. А что происходит с фольгированным шариком? Стратосфера не для него, он сможет подняться всего на несколько метров вверх. Ведь у него нет такого свойства, как эластичность и способность расширяться. Зато он может передвигаться по ветру, важно только наполнить гелием его так, чтобы он, поднявшись вверх, не лопнул от давления изнутри.