Vì sao bóng bay bơm khí heli chóng xẹp?

Hai quả bóng bay giống hệt nhau, một bơm bằng không khí thường, một bơm bằng khí heli. Được một lúc, bóng bơm khí heli đã teo lại, dúm dó dẩn, trong khi quả kia hẩu như vẫn tròn căng cho đến vài ngày sau. Bóng kín như thế, heli thoát đi đâu?

Heli là loại khí rất nhẹ. Các phân tử của nó được cấu tạo từ các đơn nguyên tử, nên có kích thước rất nhỏ bé, đường kính chỉ bằng 0,1 nanomét. Nhờ thân hình “cực mini” này, heli rất dễ dàng khuyếch tán qua màng kim loại nhờ “vi hành” theo các khe hổng, lỗ rỗng, do vậy người ta thường sử dụng nó để kiểm tra chất lượng các hệ thông hút bụi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, xem chúng có bị các khe nứt hay không. Khi bơm heli vào bóng, khí này sẽ nhanh chóng thoát ra ngoài theo các khe, ống nhỏ xíu trên vỏ bóng bay, làm bóng xẹp đi nhanh chóng. Trong khi đó, phân tỷ nitơ và oxy (hai khí chính trong khí quyển) có đường kính lớn hơn nhiều nguyên tử heli, nên chúng ít bị khuyếch tán qua vỏ bóng bay.

Một nguyên nhân khác cũng khiến hơi nhanh chóng thoát ra là do cấu tạo của vỏ bón g. Bóng bay được làm từ chất dẻo, là một tập hợp các sợi polyme đan vào nhau. Các sợi này không thể sít chặt với nhau, mà còn để chừa các lỗ hổng, hay các khe, rãnh. Vì thế, ngay ở áp suất thấp, heli vẫn có thể khuyếch tán ra ngoài như thường.

Khi bóng được bơm căng, các sợi polyme giãn ra, vỏ bóng trở nên mỏng hơn, lỗ rỗng mở rộng ra, áp lực tăng lên đẩy các phân tử khí chui ra ngoài nhanh hơn, đi qua “quãng đường” ngắn hơn. Đó là các lý do tại sao khi bóng căng, quá trình xẹp hơi diễn ra rất nhanh và chậm dẩn khi kích cỡ quả bóng bóng thu nhỏ lại. Bóng có thể tự phồng lên?

Tuy nhiên, bạn cũng sẽ nhận thấy quả bóng không hoàn toàn xịt hẳn. Đó là do ngoài dòng khí đi ra, còn có dòng khi đi từ bên ngoài đi vào cũng chui qua các khe rỗng này. Nếu quả bóng được bơm đẩy khi sulphur hexaflourid(có kích thước phân tử rất lớn, rất khó khuyếch tán ra ngoài) thì chúng sẽ không bị xẹp đi. Đồng thời, không khí từ ngoài lại đi vào trong quả bóng, khiến nó dẩn dẩn tăng lên về kích cỡ.

Hiện nay, người đã chế tạo ra những loại bóng bay làm từ vật liệu không đàn hồi, không có lỗ rỗng và được phủ màng để giảm sự thoát khí. Mặc dù vẫn có hiện tượng xẹp hơi, nhưng chắc chắn, thời gian căng tròn của bóng đủ cho trẻ em chơi đến khi chúng chán trò này.

Tại sao nói giải quyết vấn đề Y2K rất phức tạp?

Vấn đề sự cố Y2K xem ra thì giản đơn, chỉ cần đổi hai hàng số hiển thị năm thành con số bốn hàng là có thể phân biệt thế kỷ XX, thế kỷ XXI. Nhưng trên...

Tại sao gọi cây xương rồng Saguaros là “người khổng lồ” của sa mạc

Với chiều cao trung bình 9,1 đến 13,3 mét, có cây cao vọt lên tới 15,5 mét, xương rồng Saguaros nổi bật trên sa mạc hoang vắng với những thân cây cao...

Vì sao bà con gần không thể lấy nhau?

Tác phẩm văn học nổi tiếng "Hồng Lâu Mộng" miêu tả tỉ mỉ mối tình giữa Giả Bảo Ngọc, Lâm Đại Ngọc và Tiết Bảo Thoa. Câu chuyện làm xúc động lòng...

Tại sao những cây ăn quả thấp lại có sản lượng cao?

Một số vườn quả già, cây ăn quả cao to, tán rộng, dưới tán cây rất râm mát. Nhưng bạn khó mà nhìn thấy trên cành cây ở dưới tán cây có quả.

Trên các hành tinh khác trong vũ trụ có người không?

Hệ Ngân hà có trên 100 tỉ hằng tinh. Chúng đều là những quả cầu khí nóng bỏng, nhiệt độ bề mặt đạt đến 2000 - 30000°C, thậm chí còn cao hơn.

Đâu là nguồn oxy của các nhà du hành?

Đối với mạng sống của con người, so với nước và thực phẩn, oxy còn quan trọng hơn rất nhiều. Trên Trái đất, bẩu khí quyển dường như là nguồn cung cấp...

Vì sao ADH được xem là "não vàng"?

Hiện tại trên thị trường có bán một loại sản phẩm giúp ích cho sự phát triển đại não của trẻ em. Trong sản phẩm này có chứa loại chất ADH được mệnh...

Vì sao dưới đáy biển cũng xây dựng "đài thiên văn"?

Nói chung các đài thiên văn đều đặt trên đỉnh núi để quan trắc tốt. Nhằm tránh ảnh hưởng của không khí đối với quan trắc thiên văn, các nhà khoa học...

Tại sao tàu không gian lượn vòng siêu tốc không bị rơi khỏi đường ray?

Trong các trò giải trí, trò chơi khiến người ta có cảm giác mạnh là tàu không gian lượn vòng siêu tốc. Con tàu này có cấu tạo bằng vài xe trượt nối liền nhau.