Si el helio se calienta, ¿se vuelve más ligero?

Answer 1

La respuesta corta es que se vuelve menos densa. La razón detrás de esto es que si toma la fórmula para la densidad de una sustancia (densidad = m / V); luego use la ley del gas ideal, asumiendo que el helio actúa como un gas ideal (V = nRT / P). Uno puede reemplazar las variables para obtener la fórmula:

Densidad = (m / (nRT / P)).

Ahora, para ver cómo cambia la densidad, la temperatura es una variable y m, n, R y P son constantes. Daré estos valores:
m = 4.0026 (un mol de He)
n = 1 mol
R = 0.0821 Latm / molK (constante de gas)
P = 1 atm
Así que ahora puedo calcular la densidad del gas usando estas constantes con temperatura variable. . . Primero empezaré por 273 K (0 grados Celsius)
densidad = (4.0026 /(1)(0.0821)(273) = 0.179 g / L
Ahora para ver cómo cambia cuando aumente la temperatura a una temperatura arbitraria (293K)
densidad = (4.0026 / (1) (0.0821) (293) = 0.166 g / L

Cuando subí la temperatura bajé la densidad. Así que ahí está la respuesta a tu pregunta.

Answer 2

La masa del helio no cambiará en función de la temperatura, pero la densidad del helio cambiará a medida que se calienta o se enfría.

Use la ecuación PV = nRT para predecir el volumen de una masa dada de helio a una temperatura y presión conocidas.

T está en kelvin

P está en pa

V es volumen

n es el número de moles

R es la constante del gas

A 20 oC y 100 kPa un mol de gas tiene un volumen de 24 litros, la masa de fórmula de helio es de 4 gramos por mol.

Answer 3

Ten cuidado con las palabras. Los objetos se vuelven más ligeros. Las cantidades de fluidos se vuelven más ligeras. Las sustancias (y sí, los gases) se expanden al calentarse y se vuelven menos densas , pero la masa se conserva.

Parece que si no comprendes el concepto de densidad, debes dividir el peso por su volumen. La razón por la cual las burbujas o los globos se elevan, o las rocas se hunden, es la densidad relativa o flotabilidad.

El aspecto relativo es importante. Cuando una burbuja o un globo se eleva, también puede ver que a medida que cae el fluido más denso.

Answer 4

El helio solo se vuelve “más ligero” cuando es menos denso, suponiendo que ese es el tipo de “luz” a la que te refieres. Si calienta helio en un globo que puede expandirse, pero no calienta el aire circundante en la misma cantidad (igualando la diferencia de presión), entonces el helio se volverá “más ligero” en el sentido de que será menos denso. Esto se debe a que el aumento de la temperatura aumentará su presión hasta que el volumen se expanda para coincidir más cerca de la presión con el exterior, mientras se tiene en cuenta la capacidad de expansión del globo.

Si calienta helio en un recipiente rígido, o si calienta un volumen contenido de aire, parte del helio contenido dentro de un globo que está dentro del volumen más grande, entonces no, la densidad del helio no cambiará. En realidad, dependiendo de las características de la finalidad del globo, en realidad podría disminuir, ya que la presión del aire exterior más pesado aumenta a medida que aumenta la temperatura (esto depende de las características exactas de flexibilidad / rigidez del material del globo).

Ahora, en el sentido puro de masa (o peso medido de otro modo dentro de un vacío), un número dado de átomos de helio tendrá la misma masa o peso, independientemente de su temperatura.

Por ejemplo, si coloca una cantidad de helio en un globo, coloca ese globo en una cámara de vacío y, dentro de esa cámara de vacío, coloca el globo en una escala de peso o masa, entonces el peso o la masa del globo permanecerá Sin cambios calentándolo. Si el globo reventara, ya no podría medir su peso o masa, pero ese es un problema diferente.

Answer 5

Estrictamente hablando, no. Para una primera aproximación, el propio helio tiene exactamente la misma masa que antes, y por lo tanto, exactamente la misma atracción hacia el centro de la tierra.
En realidad, los átomos se están moviendo más rápido que antes, por lo que aplicando E = mc2 vemos que su masa es ligeramente mayor que cuando hacía más frío.
Sin embargo, si observamos el sistema de aire / helio local, podemos ver que el helio está desplazando mucho más aire que antes y, por lo tanto, experimenta un efecto de flotabilidad que se puede usar en un globo para levantar una carga notablemente mayor que cuando estaba más frío. Los globos de aire caliente ni siquiera se molestan en usar helio, en su lugar solo calientan un poco de aire común.

Answer 6

Si el helio se calienta, aumenta de volumen. La masa total no cambia, pero la densidad, masa por unidad de volumen, se vuelve más pequeña.

Answer 7

No Sin embargo, se vuelve menos denso, lo que significa que hará que un globo sea más flotante.

Answer 8

Si se calienta, se expande y ocupa más volumen. El efecto neto es que se vuelve menos denso, pero retiene la misma masa.