왜 헬륨풍선은 시간이 지나면 다시 가라앉을까요?

Question

안녕하세요.

놀이공원에 가면 아이들의 손에 헬륨풍선 하나씩 쥐어져 있는걸 볼 수 있습니다.

그날하루 잘 가지고 놀다가 집에가서 하룻밤 자고나면 풍선이 가라 앉아있습니다.

헬륨이 풍선표면을 뚫고 나갈만큼 미세한 입자로 구성되어 있나요?

Answer 1

헬륨은 원자 번호 2인 가스로, 매우 가벼운 원소입니다. 헬륨 원자는 다른 원자보다 더 작고 경제적인 이유로, 헬륨가스는 풍선과 같은 것을 부피 대비 더 가볍게 만들기 위해 사용됩니다.

그러나 헬륨 원자는 고체의 기체 상태인 풍선 내부의 공간을 빠져나가는 경향이 있습니다. 이는 헬륨 원자의 크기가 너무 작아서 풍선을 뚫을 수 있는 작은 구멍을 찾아나서기 때문입니다. 이러한 과정은 시간이 지날수록 더 빨라지며, 헬륨 가스가 풍선 내부를 빠져나가면 풍선의 부피가 줄어들게 됩니다. 따라서 헬륨풍선은 시간이 지나면 다시 가라앉게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 헬륨풍선이 하룻밤 자고 나서 가라앉는 이유는 헬륨 분자가 풍선의 재질과 작용하여 탈출하는데에 있습니다. 헬륨 원자는 다른 분자와 비교하여 매우 작기 때문에 풍선의 재질 구멍이나 미세한 틈으로 피해나가기 쉽습니다. 또한 헬륨은 원자가 단일원자인 비활성 기체로, 다른 물질과 화학 반응을 일으키지 않는 성질을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 헬륨은 풍선 내부와 외부의 압력 차이가 발생하여 풍선이 수축하게 만들기 때문입니다.