ヘリウムガスのバルーンを作って、「20kgの浮力」を得るのに必要な、
気球(バルーン)の体積、(ヘリウムの量)を教えて欲しいです。

お願いします。

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A 回答 (3件)

回答書こうとしたら,もう dragon-2 さんの回答が出ていました.


蛇足の補足ですが....

私の回答も dragon-2 さんと基本的に同じです.
空気は 0℃,1気圧,1 [m^3]で 1.293 [kg],
ヘリウムの方は 0.178 [kg] です.
15℃ にしますと,273/(15+273) をかけまして
空気は 1.226 [kg],ヘリウムは 0.169 [kg].
したがって, 1 [m^3] あたり,1.226-0.169≒1.06 [kg]
の浮力が得られます.

もし水素なら重さはヘリウムの半分ですから,
同様の計算で浮力は 1.2 [kg] ほどになります.
ドカンという心配があるので水素の気球はおすすめできませんが...
昔,飛行船ヒンデンブルク号炎上の悲劇というのがありました.

さて, 20 [kg]の浮力には
20÷1.06=18.9 [m^3] の体積のヘリウムが必要です
(この値は 15℃,1気圧です).
重さにして 18.9×0.169≒3.2 [kg] ですね.

あと,ヘリウム入りバルーンで何かを浮かそうというのでしたら,
バルーン自体の重さもお忘れなく.
ヘリウムは1原子分子で大きさが小さいので,
薄いゴムなどでは通り抜けて逃げていってしまいます.
商店街で配っていたり縁日で売っていたりするヘリウム入りのゴム風船,
1日経つとずいぶんしぼんじゃいますね.
あれはヘリウムが逃げてしまうからです.
ヘリウムが逃げないためにはかなり厚いゴムが必要で,
当然重さもそれなりに重くなります.

この回答への補足

回答、ありがとう御座いました。
化学は、全くの無知なので質問の、状況説明が不充分でした、
気温によっても浮力が変化するのは当然ですね。
バルーンは「真夏の砂浜」で上げる予定なので気温30度以上はあると
思います。
「ヘリウムが逃げやすい」と言うのは初耳でした。
ヘリウムが逃げにくい素材としては何がお勧めですか?
ビニールを予定してましたが、やはりアルミ蒸着フィルムの様な物を
使った方が良いですか?。

補足日時:2001/03/16 18:30
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> ヘリウムが逃げにくい素材としては何がお勧めですか?


> ビニールを予定してましたが、やはりアルミ蒸着フィルムの様な物を
> 使った方が良いですか?。

私は物理屋ですが気球関係は全くの専門外なので,
バルーンの材料については責任あるお答えは手に余ります.
ヘリウムの逃げる速さと気球を使う時間との関係もありますよね.
あとは,丈夫さなども考えないといけませんね.

気球関係のHPは検索でかなりヒットするようですから,
そちらの方を調べられた方が良いかと思います.

液体ヘリウムを使った低温実験では低温容器に魔法瓶の親玉みたいなものを
使うのですが,ヘリウムが残ったまま室温に戻してしばらく置いてしまうと,
ヘリウムがガラスを通り抜けて断熱真空の真空度が悪くなってしまうことが
知られています.
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この回答へのお礼

siegmund様、ご返答ありがとう御座いました。
早速、気球関係で検索してみようと思います。

お礼日時:2001/03/18 19:39

 空気の平均分子量を28.8とします。

22.4リットルで28.8gということです。
ですから、バルーンによる空気の排除体積の空気の重さが浮力になりますから、排除体積をVとすると
 28.8×V/22.4=20×1000+4×V/22.4
 V=18.36 m^3(立方メートル)
 約3.28Kg の ヘリウムが必要になります。
 ただし、この計算は理想気体であること、0℃、1atmであることを条件としています。
 急いで計算しましたから、間違えたら誰か指摘してください。
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この回答へのお礼

回答、ありがとう御座いました。

お礼日時:2001/03/16 18:29

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入っています。でないと窒息しますから。純ヘリウム
は吸っちゃいけないですよ)
http://tohoku-science.co.jp/he.htm
潜水用の空気にも窒素の変わりに含まれます。
ほかにも色々な用途がありますよ。

研究機関などでの用途でしたら分析に使用するガス
クロマトグラフィーのキャリーガスとして使用されている
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液体ヘリウムですが,常温で気体のヘリウムを冷やし
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比重は、重さ÷重さ の答えです、つまり分子、分母ともにKgが付き、答えでは消えます、したがって比重には単位が付きません、(重さ・軽さと言う表現は間違い)。
比重と体積または重量と直接の関係はありません(比重が〇だから体積は×でなければならないと言う関係)、ただし、体積、重量のいずれかの条件を同じにしたときは、もう一方の値は比重に比例する形で変化します。
水と油を混ぜて流せばどうなるか試してみましょう。
※ 言葉の定義ができていません、言葉の本当の意味も理解できていません、あかの他人とのコミ二ュケーションには正しい日本語が必要です(日本では)。
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 風船、ヘリウムガス、声、変わる?


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さて、No.3の方は、風船用のヘリウムガスは少し吸っただけで
気絶すると書いておられます。この文章があるが故に、私も大丈夫とは
言い切れません。
しかし、部屋でいくつかのヘリウム用の風船が割れても平気でしたし、
大学で冷却用のヘリウムを吸っても平気でした。本当に気絶することが
あるのででしょうか?


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