風船を膨らませるためのヘリウムについて

質問

カテゴリーが違っていたら申し訳ありません。

風船を膨らませたいのです。
普通に膨らませるのならば息で十分ですが、風船を浮かせたいのです。

手っ取り早いやり方は、ヘリウムガスを使うことでしょう。
しかし、高い。

ここで科学の知識がまるで無い私は思いました。
「ヘリウムガスを半分くらい入れて、あとは空気を入れよう」と。

こうした場合、どうなりますか？

回答No.2

Mr_Holland

風船の質量をｍ(g)、膨らませたときの体積をＶ(l)とします。
　風船の弾性による内部圧力の増加を無視して気温ｔ(℃)で半分ずつを注入したとしますと、ヘリウムの原子量は４、空気の分子量を２８．８として、次の条件が成り立てば浮くことになります。

　　(28.8-4)(Ｖ/2)/{22.4(1+t/273)}＞ｍ
　∴ｍ＜0.554 Ｖ/(1+t/273)

　ちなみに、「ヘリウムガスを半分くらい入れて、あとは空気を入れ」るのは難しくないですか。
　私なら、空気を入れたあとで、ボンベからヘリウムガスを入れますが。

回答No.1

DIooggooID

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、風船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とし、風船の重さを１０g と仮定します。

　28.8×Ｖ／22.4＝10×0.001 + 4×Ｖ／（22.4 x 2）+ 28.8×Ｖ／（22.4 x 2）
　Ｖ＝ 0.02　ｍ^3（立方メートル） = 20リットル

　仮に、10ｇの風船であれば、２０リットルでほぼ重さがゼロになるので、それ以上膨らませれば（ヘリウムと空気で）なんとか浮くと思われます。