Lättare än luft
Innan du lämnar Liseberg kan du passa på att skaffa material till
trevliga experiment efter besöket: Köp en ballong. Knyt fast den
i något så du inte tappar den. Bäst är om du kan åka buss eller
spårvagn, men det går bra i en bil också. Vad tror du kommer att händer
när bussen accelererar eller svänger? Tänk efter först och försök
bestämma dig för vad som skall hända innan du provar.
(Fast kaninen är väldigt stor, den får knappt plats att röra sig i en
buss.
Välj gärna en mindre sort!)
Varför använder man helium i ballonger?
Den allra lättaste gasen är väte, där varje vätemolekyl, H2 väger "2u". Heliumgas består av enskilda heliumatomer som väger "4u" (Kärnan har 2 protoner och 2 neutroner). Väte användes på trettiotalet långa ballongfärder - men väte är riskabelt. Mycket energi frigörs när väte och syre bildar vatten. Du har säkert sett bilden av Hindenburg som exploderar. Då vet du!
Helium "flyter" i luften eftersom den är lättare än luft, på samma sätt som trä flyter i vatten. Arkimedes princip gäller också gaser. Lyftkraften svarar då mot den undanträngda gasens tyngd. Visste du att en liter luft väger 1.25 g. Hur mycket väger luften i rummet du sitter i?
Lyftkraft
Knyt fast något i snöret och försök få precis lagom tyngd så att ballongen svävar.
Gräv i leksakslådan och se vad du kan hitta eller en tändsticksask där du kan stoppa i eller plocka ur tändstickor (eller något annat). Hur mycket kan ballongen lyfta? Väg asken (eller vad du valt)!
Hitta på saker andra saker att undersöka. Det kan vara luftströmmar kring fönster eller när man rör sig i rummet. Ha ögonen öppna och observera hur ballongen bär sig åt. Efter hand som tiden går kommer den ena heliumatomen efter den andra att ta sig ut. Kanske kan du göra ett diagram över lyftkraftens variation under någon vecka (eller hur länge ballongen håller)? Spelar lufttryck och temperatur någon roll?
"Fortune favours the prepared mind". Att leka är ett viktigt sätt att förbereda sinnet.
Ballongfärder
1960 hoppade Joe Kittinger från en Heliumballong på 3 mils höjd.
(Läs mer om hans ballongfärd.)
Jo, han överlevde och har deltagit i ballongtävlingar på 90-talet. Hur mycket helium behövde han för att lyfta? Hur stor var ballongen på marken? När han kommit upp? För att kunna diskutera detta noggrannare behöver vi använda allmänna gaslagen. Lär mer om
allmänna gaslagen och enkla experiment med ballonger
Helium - solatomen
I boken "Astronomi" av J. Norman Lockyer tryckt i Stockholm 1876 står under rubriken
Hvaraf solen består" "Genom att undersöka solljuset medelst ett så kallat spektroskop... har man upptäckt att ett stort antal af våra metaller finnes i solen, visserligen icke i fast tillstånd utan förvandlade till gas, ty i solen är hettan så stark att metallerna förflyktigas likasom kokande vatten hos oss. Der finnas bland de ämnen som vi känna på vår jord, vätgas och gaser av magnesium, kalcium, natrium, järn, mangan, nickell, barium, strontium, titan och många andra metaller, och dessutom sannolikt tvänne gaser, som man ännu ej funnit på jorden
En av dessa gaser är helium, som har fått sitt namn av Helios - solen.
25% av universums massa är helium
Behöver vi spara på helium?
Eftersom heliumatomer är så lätta har de relativt stor sannolikhet att komma upp i "flykthastighet" redan vid rumstemperatur.
Helium används idag många olika experiment och tillämpningar. En viktig tillämpning inom fysiken är de supraledande magneter som används för att böja av partiklar i acceleratorer, t.ex. vid CERN.