Frage von lToml, 62

Ist es möglich 1kg gasförmiges Helium zu besitzen?

Hat etwas, das leichter als Luft ist ein Minusgewicht?

Denn egal, wie viel gasförmiges Helium man hätte, die Wage würde nicht 1 kg anzeigen.

Also desto mehr gasförmiges Helium, desto geringer das Gewicht? ^^

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 32

Das Helium (in einem Ballon etc.) hat nicht wirklich eine negative Gewichtskraft, sondern verdrängt Luft desselben Volumens und erfährt deren Gewichtskraft als Auftrieb.

Die Masse ist erst recht positiv, nur eben kleiner als beim selben Volumen Luft. Es gilt (näherungsweise) das ideale Gasgesetz

p·V = n·R·T

mit dem Druck p, dem Volumen V, der Stoffmenge n, der molaren Gaskonstante R und der absoluten Temperatur T, respektive, nach n umgestellt,

n = p·V/{R·T}.

Die Molmasse M ist bei Helium ca. 4g/mol.

Mit ihr ergibt sich die Masse zu

m = M·n = M·p·V/{R·T}.

Ist m vorgegeben, so ist es sinnvoll, dies nach V umzustellen und

V = m·R·T/{M·p}

zu erhalten. Bei einer Überschlagsrechnung bekomme ich rund 6m³ für 1kg Helium (p=10⁵Pa, T=300K).

Kommentar von SlowPhil ,

Wenn Du die Dichte von Luft kennst, kannst Du anhand des Molmassenvergleichs zwischen Helium und Stickstoff (der den größten Teil der Luft ausmacht) abschätzen, wie viel mehr Volumen man die dieselbe Masse Helium braucht. Helium hat etwa 4g/mol, Stickstoff etwa 28. Solange sich das Ideale Gasgesetz anwenden lässt, ist das auch das Dichteverhältnis.

Kommentar von groooveman1 ,

Ok, und jetzt für ganz doofe/mich, wenn ich ein mit Luft gefülltes Gefäß auf die Waage stelle und das Gefäß ist bereits tariert. Dann zeigt die Waage 0. jetzt Fülle ich das Gefäß mit Helium, dann zeigt die Waage ein Minus an, oder nicht?

Kommentar von SlowPhil ,

Sollte so sein, wenn das Gefäß mit Luft tariert war - wenn die Waage überhaupt so etwas wie ein negatives Gewicht anzeigen kann. Viel wird es allerdings nicht sein.

Antwort
von dompfeifer, 13

Das kg ist die Maßeinheit der Masse. Die Gewichtskraft (gemessen in Newton) ist die Kraft, die ein Körper aufgrund der örtlichen Gravitation auf seine Unterlage ausübt. 

Im praktischen Alltag vernachlässigen wir dabei, dass jeder Körper auch einen Auftrieb erfährt durch das Gewicht der jeweils verdrängten Luft. Bei einem gasförmigem Körper mit einer Dichte, die kleiner als die der Luft ist, übersteigt dieser Auftrieb das eigentliche Gewicht. Damit kommen wir bei der Wägung zu einem negativen Ergebnis. Zum "eigentlichen" positiven Ergebnis des Gewichtes kommen wir durch den Abzug des Auftriebes.

Antwort
von ShadowHow, 39

Wenn du die Masse eines Holzstückes bestimmen willst, das auf dem Wasser schwimmt, was machst du? Du nimmst das Holz aus dem Wasser oder lässt das Wasser abfließen und bestimmt dann die Masse. Das gleiche gilt für Helium. Wenn das Helium auf der Luft schwimmt, musst du nur die Luft entfernen, sprich ein Vakuum erschaffen. Innerhalb des Vakuums kannst du dann die Masse bestimmen.

Antwort
von nematode, 8

Hallo Tom

Auch Propangas zum Grillen ist leichter als Luft und Du kannst es dennoch in Flaschen für den Gasgrill kaufen.

Antwort
von Traveller24, 19

Helium kannst Du kaufen, das gibt es in Heimwerker- und Bastel-Läden. Zum Luftballon-aufpumpen. Allerdings ist das meistens komprimiert in Gasflaschen, die sind dann auch recht schwer.

Wenn man das ganze dann in einen leichten Ballon umfüllt, hat der tatsächlich "Minusgewicht", er schwebt nämlich davon.

Antwort
von xGuterNamex, 35

Wenn du ein bestimmtes Volumen hast kannst du da auch 1kg Helium reinbekommen. Vielleicht herrscht da dann ein Überdruck (oder Unterdruck) will jetzt nicht nachdenken :D

Kommentar von SlowPhil ,

Überdruck braucht man, wenn das Volumen klein sein soll. Ein bestimmtes (ziemlich großes) Volumen braucht man, wenn der Druck nicht sehr groß sein soll. Die Molmasse des Heliums liegt bei etwa 4g/mol, die von Stickstoff bei 28. Das Volumen muss also 7 Mal größer sein, um dieselbe Masse unterzubringen.

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community