Sådan fungerer heliumballoner?
Selv om de ikke længere bruges meget, var brintballoner engang ret populære.
Heliumballonen fortrænger en mængde luft (ligesom den tomme flaske fortrænger en mængde vand).
Heliumballoner fungerer efter den samme lov om opdrift. I dette tilfælde svæver den helium balloner, som du holder i en snor, i en "pulje" af luft (når du står under vandet på bunden af en svømmepøl, står du i en "vandpulje", der måske er tre meter dyb - når du står på en åben mark, står du på bunden af en "luftpulje", der er mange kilometer dyb). Heliumballonen fortrænger en mængde luft (ligesom den tomme flaske fortrænger en mængde vand). Så længe heliumet plus ballonen er lettere end den luft, den fortrænger, vil party balloner svæve i luften.
Helium er meget lettere end luft
Det viser sig, at helium er meget lettere end luft. Forskellen er ikke så stor som mellem vand og luft (en liter vand vejer ca. 1.000 gram, mens en liter luft vejer ca. 1 gram), men den er betydelig. Helium vejer 0,1785 gram pr. liter. Kvælstof vejer 1,2506 gram pr. liter, og da kvælstof udgør ca. 80 % af den luft, vi indånder, er 1,25 gram en god tilnærmelse af vægten af en liter luft.
Hvis du fylder en 1 liters sodavandsflaske med helium, vil flasken derfor veje ca. 1 gram mindre end den samme flaske fyldt med luft. Det lyder ikke af meget - selve flasken vejer mere end et gram, så den vil ikke flyde. Men i store mængder kan forskellen på 1 gram pr. liter mellem luft og helium virkelig løbe op. Det forklarer, hvorfor luftballoner og balloner generelt er ret store - de skal fortrænge meget luft for at kunne flyde.
Brintballoner
Selv om de ikke længere bruges meget, var brintballoner engang ret populære. Brint vejer kun 0,08988 gram pr. liter. Det er imidlertid meget letantændeligt, så den mindste gnist kan forårsage en enorm eksplosion.
Så hvorfor er helium og brint så meget lettere end luft? Det skyldes, at hydrogen- og heliumatomerne er lettere end et nitrogenatom. De har færre elektroner, protoner og neutroner end kvælstofatomer, og det gør dem lettere (den omtrentlige atomvægt for brint er 1, helium er 4 og kvælstof er 14). Ca. det samme antal atomer af hvert af disse grundstoffer fylder ca. det samme rum. Derfor er de gasser, der er fremstillet af lettere atomer, lettere.