ゴム製でない風船とガリレオ温度計

ゴム製の風船にヘリウムを入れると、浮力の点ではちょっと損になっていることに気付く。
というのも、膨らませたゴム風船には縮もうとする力が掛かるから、風船内部の圧力は「ゴムの収縮力」の分だけ高くなっている。その分だけヘリウムの密度は上がっているから、浮力的には損をしている。
ゴム製でないビニールか何かのヘリウム風船だと、ゴムの縮もうとする力が働かないので、風船内部の気圧が周囲の気圧と同じになり密度が増加しないので、浮力が保たれる。


…ということに気付いた理由は、単に、しばらく前に子供がもらってきたビニール風船が、ガスはそれなりに抜けてしわしわになっているのに、何日経っても沈まなかったからだ。(これは予想外だった!)
とは言うものの、ガスは次第に抜けていくから、そのうちに「ヘリウム+ビニール風船」の質量が、同じ体積の周囲の空気と同じになって「宙に浮く」ようになるだろう、ということは以前から思っていた。


で、今日、ついにその日が来た。寒い部屋に持っていったらすぐに浮くだろうなと思ったら、その通りになった。風船の上昇速度が温度の目安(^^;
[2010.1.7]この話をとある同僚に話したら「風船そのものの軽さのせいもあるかもよ」と言われた。機会があったら測って比べてみよう。