Wieso sinkt ein Heliumballon ab einer bestimmten Höhe?
Ein Heliumballon steigt ja in die Höhe weil die Dichte des Heliums geringer ist als die umgebende Luft.
Je Höher mann ist, desto niedriger wird die Dichte der Luft aber genauso die Dichte des Heliums.
Wie also sinkt ein Heliumballon ab einer bestimmten Höhe?
5 Antworten
Durch den Ballon selbst wird das ungehinderte Ausdehnen des Heliums verhindert, so dass die Dichte irgendwann einen Wert annimt, der nicht weiter sinkt (da der Ballon das Volumen angibt) - oder aber der Ballon platzt weil der äußere Luftdruck wegfällt und die Gummihülle dem Druck des Heliums nicht standhält.
Ein gutes Beispiel sind die extrem hoch steigenden Stratosphärenballone, deren Hüllen ein riesiges Volumen aufweisen. Beim Start sind diese Ballone schlaff, weil die Hülle nur zum Teil mit Helium gefüllt ist. Erst in grosser Höhe bläht sich der Ballon durch die Ausdehnung des Gases (wegen des tiefen Luftdrucks) voll auf und kann somit nicht mehr weiter steigen.
Die Dichte der umgebenden Luft nimmt ab, die des Heliums im Ballon aber nicht (es kann sich ja nicht ausdehnen, oder zumindest nicht weit, weil der Ballon es zusammenhält). In irgendeiner Höhe ist dann der Dichteunterschied zwischen Luft und Helium so klein, daß der Ballon die Nutzlast (also, die Ballonhülle und alles was dranhängt) nicht mehr tragen kann, und der Ballon steigt nicht mehr sondern schwebt bei konstanter Höhe.
Würdest Du denn Ballon aus sehr großer Höhe fallen lassen, dann würde so lange fallen, bis er genau dieselbe Höhe wie im letzten Absatz beschrieben erreicht, und dann schweben.
Der Ballon steigt solange, wie sich das Helium ausdehnen kann. Sobald er prall gefüllt ist, hat er seine maximale Luftverdrängung und damit seine maximal erreichbare Höhe erreicht (Gleichgewichtszustand von Ballongewicht und verdrängter Luft). Um eine zu starke Belastung der Hülle zu vermeiden, muss unter Umständen sogar Gas abgelassen werden, wodurch der Ballon wieder sinkt.
Wenn man sich von der Erde entfernt wird die Luft immer leichter und leichter und an einer Stelle ist die Luft so leicht wie das Helium im Ballon. Ich hoffe das war hilfreich :)
Danke dir aber wird das Helium nicht auch leichter?