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Una mongolfiera può apparire molto diversa da una mongolfiera, ma il principio alla base di come funzionano i due tipi di mongolfiera è lo stesso. Tutto si riduce alla galleggiabilità e al rapporto tra galleggiamento e oggetti galleggianti.
Perché l'elio fa galleggiare le cose
La legge di galleggiamento, nota anche come principio di Archimede, impone che qualsiasi corpo completamente o parzialmente immerso in un fluido (un gas o un liquido) a riposo sia agito da una forza ascendente o galleggiante, la cui grandezza è uguale a il peso del fluido spostato dal corpo. Se lo applichi a un pallone ad elio, il pallone viene "immerso" nell'aria (una miscela di gas). Il palloncino sposta una quantità d'aria. A condizione che l'aria spostata sia più pesante del peso dell'elio (più il materiale del pallone), il pallone galleggerà nell'aria. D'altra parte, se inali un po 'di elio non galleggi come un pallone, perché nessuna quantità di elio può renderti più leggero dell'aria che ti circonda.
Fai galleggiare il pallone senza elio
Potrebbe non essere un'opzione per le decorazioni per le feste, ma un altro modo per fare un pallone galleggiante è con aria calda. Una mongolfiera è costituita da una grande borsa, nota come una busta, con un cesto di vimini appeso sotto. Un bruciatore estremamente potente all'interno del cestino riscalda l'aria all'interno della busta attraverso uno spazio. Ancora una volta, si applica il principio di galleggiabilità. Affinché la mongolfiera fluttui, il peso del pallone e l'aria al suo interno devono essere inferiori al peso dell'aria ambiente spostata. L'aria calda all'interno del pallone è più leggera dell'aria che la circonda, perché quando il gas si surriscalda si espande, disperdendo le sue singole molecole e rendendole meno densamente concentrate. L'aria più densa all'esterno del palloncino lo risuona e lo fa galleggiare.
Quando una mongolfiera deve essere riportata a terra, l'aria al suo interno viene raffreddata, avvicinando le molecole dell'aria. Più concentrate sono le molecole, più pesante diventa l'aria interna, fino a quando non pesa più dell'aria esterna e torna indietro.
Problemi con l'elio
I timori di una carenza globale di elio circolano da anni, con implicazioni molto più gravi della mancanza di palloncini da festa. L'elio è usato in medicina e produzione in una vasta gamma di macchine e attività industriali, grazie alla sua stabilità e al fatto che non reagisce facilmente con altri prodotti chimici. La buona notizia è che i ricercatori hanno rintracciato e localizzato un giacimento di gas elio in Tanzania nel 2016, e sperano di trovare altro.