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飘空气球里,到底是充氢气,还是充He

时间:2023-07-08 14:47

  Part.1 飘空气球的前世今生

  小朋友的诉求往往很简单,“能飘到头顶“,就是他们对于一个合格飘空气球的高要求。然而,历史上的飘空气球可不仅仅只是飘到头顶而已,它们还具有载人载物的功能呢。飘空气球诞生于1780年,由法国化学家布拉克把氢气灌入猪膀胱得以制成。而首飞的不载任何乘客和货物的飘空气球由雅克·查尔斯教授(Jacques Charles)1783年8月设计实施。1783年12月1日,雅克·查尔斯和尼古拉斯-路易斯·罗伯特驾驶着他们的第二个飘空气球进行了载人飞行。随着时间的推移,飘空气球的种类和作用不断丰富,有用于飘浮广告条幅的商用大气球,有探测高空的气象用He球以及节日和玩具用小型乳胶He球等。然而,不管飘空气球作何用处,它的填充气体其实只有氢气和He。之所以选用这两种气体,还要从飘空气球的漂浮原理以及气体的物理化学特性讲起。

  Part.2 He球的漂浮原理

  根据阿基米德定律(Archimedes law,又称浮力定律),浸在液体或气体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体或气体所受的重力。具体来说就是,气球填充较低密度气体后,体积膨胀排开空气,而排开的空气重量就是气球所受到的浮力。由于低密度空气比同体积的空气轻,即使加上气球外皮的重量,气球整体受到的重力也较轻。于是乎,浮力大于重力,气球就飘起来了,然后越飞越高。那什么样的气体可以使气球飘起来呢?

  氢气、He、氨气及甲烷等明显比空气轻。其实,理论上来讲只要将上述几种气体充入气球,气球便可以轻松漂浮起来,不过有的气体由于自身的特性所以并不太适合作填充气。其中,氨气具有强烈刺激性臭味,且容易被吸附在皮肤黏膜和眼结膜上,从而产生刺激和炎症。作为厕所下水道的臭味源头,氨气被填充到气球里,实在不是一个讨喜的行为。甲烷和氢气一样易燃易爆,但远比氢气重。所以,市面上可以飘起来的“He球”的填充气往往就是氢气和He了。

  一定要说明一句,飘空气球一定要填写“He”才安全,“He”是惰性气体,不易燃不易爆。氢气是易燃易爆的气体,遇到明火很容易燃烧!为了自身和别人的生命,在我们用到飘空气球的时候,一定要用“He”作为填充气体。虽然He现在价格不菲,我们要用就得安全,否则还不如不用~