헬륨가스를 넣은 풍선은 왜 하늘로 떠오르나요?
안녕하세요? 요즘 파티용으로 헬륨가스를 판매를 하더라구요~ 풍선에 채워 넣으라는 용도로 하는데. 그런데 헬륨가스를 넣은 풍선은 왜 하늘로 떠오르나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
헬륨가스를 넣은 풍선이 하늘로 떠오르는 이유는 밀도와 부력의 원리에 기인합니다.
헬륨은 공기보다 가벼운 기체로, 주로 사용되는 공기보다 밀도가 낮습니다. 풍선 안에 헬륨을 넣으면 풍선의 전체 무게가 줄어들게 되는데, 이는 헬륨 가스의 가벼움 때문입니다. 따라서 헬륨로 채워진 풍선은 주변 공기보다 가벼워집니다.
부력은 물체가 액체나 기체에 의해 받는 상반작용력으로, 물체가 액체나 기체에 떠밀리거나 뜨게 만듭니다. 헬륨로 채워진 풍선은 풍선의 무게보다 주변 공기에서 받는 부력이 크기 때문에 풍선이 하늘로 떠오르게 됩니다. 부력은 물체와 주변 액체 또는 기체의 밀도 차이에 의해 결정되며, 헬륨가스의 낮은 밀도로 인해 풍선은 주변 공기보다 가벼워져서 떠오를 수 있는 것입니다.
지구의 대기는 78%가 질소, 21%가 산소로 이루어져 있습니다. 질소와 산소는 2새의 원자가 결합한 분자의 형태로 존재합니다. 질소분자의 분자량은 약 28, 산소분자의 분자량은 약 32이므로, 대기의 평균 분자량은 약 28.8입니다. 헬륨은 분자가 아닌 원자 1개로 존재하며 원자량은 약 4입니다. 따라서 고무풍선에 헬륨을 채우면 고무풍선의 질량을 포함하더라도 고무풍선 전체의 밀도가 대기보다 작으므로 위로 올라가게 됩니다.
안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.
헬륨이라는 분자가 공기보다 가볍기 때문에 가벼운 분자가 위로 올라가는 원리 입니다. 즉 가벼워서 뜨는겁니다.