ゴム風船とヘリウムガスと空気の関係
- 化学についてはド素人な人間です。
- ヘリウムガスで膨らませた大きなゴム風船の中の小さなゴム風船が徐々に膨れていき、最終的には破裂してしまう現象について疑問があります。
- 小さな風船の中にほんの少量の空気を入れると、ヘリウムで膨らませた時よりも膨らむまでの時間が遅く感じられる理由について知りたいです。
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ゴム風船とヘリウムガスと空気の関係
化学についてはド素人な人間です。 ヘリウムガスで膨らませた大きなゴム風船の中に、同じくヘリウムで膨らませた小さなゴム風船を入れて二重の状態にしてどちらも結んでしまいます。 時間が経つにつれて大きな風船の中の小さなゴム風船の方が徐々に膨れてきて、最終的にはその小さな風船は破裂してしまいます。 これは外側の大きな風船の中のヘリウムが小さな風船の表面から中に入って行くからだと自分は思ってます。 そこで、その小さな風船の中にほんの少量の空気を入れると、100％ヘリウムで膨らませた時よりも、膨らんでくる時間が遅く感じます。 これは、小さな風船の中に分子が小さいヘリウムとヘリウムよりも分子の大きい空気が混ざる事で、小さな風船の中に隙間がなくなり、 大きな風船の中のヘリウムが小さな風船に入って行く余地がないからだ。 と勝手に思っているのですが、実際はどうなのでしょうか？ 専門家のご意見・解説が聞きたいのですが宜しくお願いします。
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ヘリウムは内側の風船の中に入ってくるのと同時に、外に出て行くものがあります。入ってくるヘリウムが出て行くヘリウムより多いと、膨らむことになります。 内側に空気があると、そこに入っているヘリウムの割合は小さくなるので、外に出て行くヘリウムの量が減少します。したがって、相対的に、内側に入ってくるヘリウムの量が多く見えるのです。 （余談ですが、溶液の場合に半透膜を通して浸透圧が生じるのと同じような現象ですね。）
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