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 chúng ta lại run khi lạnh?

Cơ thể chúng ta cần duy trì nhiệt độ ổn định ở 36,9°C. Dưới tác động kích thích của không khí lạnh, cơ thể chúng ta tự xuât hiện phản ứng run cầm cập.

Vì sao lại sản sinh gió rồng cuốn?

Gió rồng cuốn dân gian gọi là “rồng hút nước” (vòi rồng). Đó có thể là vì ngoại hình của nó giống như con rồng trong chuyện thần thoại, từ trên trời...

Giao thông trong tương lai sẽ như thế nào?

Có bao giờ bạn tưởng tượng rằng bạn ngồi vào tên lửa để đi du lịch Vũ Trụ chưa? Bạn có thể tin rằng ô tô có thể chạy trên đường bộ, lại có thể bay...

Ngày trên Trái đất được tính như thế nào?

Qua 12 giờ đêm, Bắc Kinh lại bắt đầu một ngày mới. Nhưng những vùng ở phía tây Bắc Kinh, như London nước Anh lại là 4 giờ chiều của ngày hôm trước;...

Có thể khám, chữa bệnh qua mạng không?

Năm 1994, những người làm công tác nghiên cứu ở Thượng Hải đã chế tạo thành công hệ thống khám, chữa bệnh từ xa và đã thực hiện thắng lợi việc khám...

Vì sao các động tác “đứng nghiêm, quay phải, quay trái, đằng sau quay” lại có thể là đối tượng của toán học?

“Đứng nghiêm, quay trái, quay phải, quay đằng sau” là bốn động tác không phải là con số, không phải là hình vẽ vì sao lại trở thành đối tượng của toán...

Tại sao kim chỉ nam không chỉ chính hướng Nam của Trái đất?

Từ rất sớm, con người đã phát hiện ra kim chỉ nam không chỉ chính hướng Nam của Trái đất mà nó bị chệch đi một chút.

Tại sao chặt cây kê huyết đằng lại thấy “máu” chảy ra

Ở các tỉnh Vân Nam, Quảng Tây, Quảng Đông, Phúc Kiến, Triết Giang của Trung Quốc có một loại cây thân mây, song có ra quả. Cây này thường quấn quanh...

Bãi đá khổng lồ hay khu vườn đồ chơi của Chúa?

Ở vùng cận Kaspir của Kazakhstan, trên hoang mạc rộng lớn thuộc khu vực heo hút của tỉnh Turysh, người ta mới phát hiện hàng nghìn hòn đá tròn như...