हीलियम गुब्बारे क्यों डिफ्लेट करते हैं?

हीलियम गुब्बारे कुछ दिनों के बाद ख़राब हो जाते हैं, भले ही हवा से भरे साधारण लेटेक्स गुब्बारे हफ्तों तक अपना आकार धारण कर सकते हैं। हीलियम गुब्बारे अपनी गैस और लिफ्ट इतनी जल्दी क्यों खो देते हैं? इसका उत्तर हीलियम की प्रकृति और गुब्बारे की सामग्री से संबंधित है।

मुख्य तथ्य: हीलियम गुब्बारे

हीलियम एक है नोबल गैस, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक हीलियम परमाणु में एक पूर्ण संयोजकता इलेक्ट्रॉन खोल. क्योंकि हीलियम परमाणु अपने आप स्थिर होते हैं, वे अन्य परमाणुओं के साथ रासायनिक बंधन नहीं बनाते हैं। तो, हीलियम गुब्बारे बहुत सारे छोटे हीलियम परमाणुओं से भरे होते हैं। नियमित गुब्बारों में हवा भरी जाती है, जो है ज्यादातर नाइट्रोजन और ऑक्सीजन. एकल नाइट्रोजन और ऑक्सीजन परमाणु पहले से ही हीलियम परमाणुओं की तुलना में बहुत बड़े और अधिक विशाल हैं, साथ ही ये परमाणु एक साथ मिलकर N. बनाते हैं

हीलियम परमाणु बहुत छोटे होते हैं - परमाणुओं की यादृच्छिक गति इतनी छोटी होती है कि अंततः उन्हें गुब्बारे की सामग्री के माध्यम से अपना रास्ता खोजने में मदद मिलती है विसरण नामक प्रक्रिया. कुछ हीलियम गुब्बारे को बांधने वाली गाँठ के माध्यम से भी अपना रास्ता खोज लेता है।

न तो हीलियम और न ही हवा के गुब्बारे पूरी तरह से विक्षेपित होते हैं। किसी बिंदु पर, गुब्बारे के अंदर और बाहर दोनों तरफ गैसों का दबाव समान हो जाता है और गुब्बारा संतुलन में आ जाता है। गुब्बारे की दीवार में गैसों का आदान-प्रदान अभी भी होता है, लेकिन यह आगे सिकुड़ता नहीं है।

नियमित लेटेक्स गुब्बारों के माध्यम से हवा धीरे-धीरे फैलती है, लेकिन लेटेक्स अणुओं के बीच का अंतराल इतना छोटा होता है कि पर्याप्त हवा को वास्तव में बाहर निकलने में लंबा समय लगता है। यदि आप लेटेक्स गुब्बारे में हीलियम डालते हैं, तो यह इतनी तेज़ी से फैलता है कि आपका गुब्बारा कुछ ही समय में ख़राब हो जाएगा। इसके अलावा, जब आप एक लेटेक्स गुब्बारे को फुलाते हैं, तो आप गुब्बारे को गैस से भरते हैं और उसकी सामग्री की अंदरूनी सतह पर दबाव डालते हैं। 5 इंच के त्रिज्या के गुब्बारे की सतह पर लगभग 1000 पाउंड बल लगाया गया है! आप गुब्बारे को हवा में उड़ाकर फुला सकते हैं क्योंकि झिल्ली के प्रति इकाई क्षेत्र में बल इतना अधिक नहीं होता है। यह अभी भी गुब्बारे की दीवार के माध्यम से हीलियम को मजबूर करने के लिए पर्याप्त दबाव है, ठीक उसी तरह जैसे कागज के तौलिये से पानी टपकता है।

तो, हीलियम गुब्बारे पतली पन्नी हैं या मायलारी क्योंकि ये गुब्बारे बहुत अधिक दबाव की आवश्यकता के बिना अपना आकार धारण करते हैं और क्योंकि अणुओं के बीच के छिद्र छोटे होते हैं।

हीलियम बैलून की तुलना में तेजी से क्या डिफ्लेट होता है? ए हाइड्रोजन गुब्बारा। भले ही हाइड्रोजन परमाणु H. बनने के लिए एक दूसरे के साथ रासायनिक बंधन बनाते हैं₂ गैस, प्रत्येक हाइड्रोजन अणु अभी भी एक हीलियम परमाणु से छोटा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सामान्य हाइड्रोजन परमाणुओं में न्यूट्रॉन की कमी होती है, जबकि प्रत्येक हीलियम परमाणु में दो न्यूट्रॉन होते हैं।

आप पहले से ही जानते हैं कि गुब्बारा सामग्री हीलियम को कितनी अच्छी तरह से प्रभावित करती है। फ़ॉइल और मायलर लेटेक्स या पेपर या अन्य झरझरा सामग्री से बेहतर काम करते हैं। ऐसे अन्य कारक हैं जो प्रभावित करते हैं कि हीलियम बैलून कितने समय तक फुला रहता है और तैरता रहता है।

• गुब्बारे के अंदर की कोटिंग प्रभावित करती है कि यह कितने समय तक चलती है। कुछ हीलियम गुब्बारों को जेल से उपचारित किया जाता है जो गुब्बारे के अंदर गैस को लंबे समय तक रखने में मदद करता है।
• तापमान यह प्रभावित करता है कि गुब्बारा कितने समय तक चलता है। उच्च तापमान पर, अणुओं की गति बढ़ जाती है, इसलिए प्रसार की दर (और अपस्फीति की दर) बढ़ जाती है। तापमान में वृद्धि से गुब्बारे की दीवार पर गैस के दबाव में भी वृद्धि होती है। यदि गुब्बारा लेटेक्स है, तो यह बढ़े हुए दबाव को समायोजित करने के लिए विस्तार कर सकता है, लेकिन इससे लेटेक्स अणुओं के बीच अंतराल भी बढ़ जाता है, जिससे गैस अधिक तेज़ी से निकल सकती है। फ़ॉइल बैलून का विस्तार नहीं हो सकता, इसलिए बढ़ा हुआ दबाव गुब्बारे के फटने का कारण बन सकता है। यदि गुब्बारा नहीं फटता है, तो दबाव का मतलब है कि हीलियम परमाणु गुब्बारे की सामग्री के साथ अधिक बार बातचीत करते हैं, तेजी से बाहर निकलते हैं।