¿Por qué se desinflan los globos de helio?

Los globos de helio se desinflan después de unos días, aunque los globos de látex ordinarios llenos de aire pueden mantener su forma durante semanas. ¿Por qué los globos de helio pierden su gas y su elevación tan rápido? La respuesta tiene que ver con la naturaleza del helio y el material del globo..

Puntos clave: globos de helio

• Los globos de helio flotan porque el helio es menos denso que el aire..
• Los globos de helio se desinflan porque los átomos de helio son lo suficientemente pequeños como para deslizarse entre espacios en el material del globo.
• Los globos de helio son Mylar y no de goma porque hay menos espacio entre las moléculas en Mylar, por lo que el globo permanece inflado por más tiempo..

Helio contra aire en globos

El helio es un gas noble, lo que significa que cada átomo de helio tiene una capa de electrones de valencia completa. Debido a que los átomos de helio son estables por sí solos, no forman enlaces químicos con otros átomos. Entonces, los globos de helio están llenos de muchos átomos pequeños de helio. Los globos regulares están llenos de aire, que es principalmente nitrógeno y oxígeno. Los átomos individuales de nitrógeno y oxígeno ya son mucho más grandes y más masivos que los átomos de helio, además de que estos átomos se unen para formar N₂ y O₂ moléculas. Como el helio es mucho menos masivo que el nitrógeno y el oxígeno en el aire, los globos de helio flotan. Sin embargo, el tamaño más pequeño también explica por qué los globos de helio se desinflan tan rápido.

Los átomos de helio son muy pequeños, tan pequeños que el movimiento aleatorio de los átomos eventualmente les permite encontrar su camino a través del material del globo a través de un proceso llamado difusión. Algunos helios incluso encuentran su camino a través del nudo que ata el globo.

Ni el helio ni los globos de aire se desinflan por completo. En algún momento, la presión de los gases tanto en el interior como en el exterior del globo se vuelve la misma y el globo alcanza el equilibrio. Los gases todavía se intercambian a través de la pared del globo, pero ya no se encoge más..

¿Por qué los globos de helio son de aluminio o de mylar?

El aire se difunde lentamente a través de globos regulares de látex, pero las brechas entre las moléculas de látex son lo suficientemente pequeñas como para que pase mucho tiempo para que salga suficiente aire para que realmente importe. Si coloca helio en un globo de látex, se difunde tan rápido que su globo se desinflará en muy poco tiempo. Además, cuando infla un globo de látex, lo llena con gas y ejerce presión sobre la superficie interior de su material. ¡Un globo de radio de 5 pulgadas tiene aproximadamente 1000 libras de fuerza ejercida sobre su superficie! Puede inflar un globo soplando aire porque la fuerza por unidad de área de la membrana no es tanta. Todavía es suficiente presión para forzar el helio a través de la pared del globo, al igual que el agua gotea a través de una toalla de papel..

Entonces, los globos de helio son de lámina delgada o Mylar porque estos globos mantienen su forma sin la necesidad de mucha presión y porque los poros entre las moléculas son más pequeños.

Hidrógeno versus helio

¿Qué se desinfla más rápido que un globo de helio? Un globo de hidrógeno. A pesar de que los átomos de hidrógeno forman enlaces químicos entre sí para convertirse en H₂ gas, cada molécula de hidrógeno es aún más pequeña que un solo átomo de helio. Esto se debe a que los átomos de hidrógeno normales carecen de neutrones, mientras que cada átomo de helio tiene dos neutrones..

Factores que afectan la rapidez con que se desinfla un globo de helio

Ya sabe que el material del globo afecta la capacidad de retención del helio. La lámina y Mylar funcionan mejor que el látex o el papel u otros materiales porosos. Hay otros factores que influyen en el tiempo que un globo de helio permanece inflado y flota.

• Los recubrimientos en el interior del globo afectan el tiempo que dura. Algunos globos de helio se tratan con un gel que ayuda a retener el gas por más tiempo..
• La temperatura influye en la duración de un globo. A temperaturas más altas, el movimiento de las moléculas aumenta, por lo que aumenta la velocidad de difusión (y la velocidad de deflación). Aumenta la temperatura también aumenta la presión que ejerce el gas sobre la pared del globo. Si el globo es de látex, puede expandirse para acomodar el aumento de presión, pero esto también aumenta los espacios entre las moléculas de látex, de modo que el gas puede escapar más rápidamente. Un globo de aluminio no puede expandirse, por lo que el aumento de la presión puede hacer que explote. Si el globo no explota, la presión significa que los átomos de helio interactúan más a menudo con el material del globo, goteando más rápido.