لماذا يملأ الغاز البالون ؟.. بسبب ماذا

الغازات في البالونات

الهواء مصنوع من أنواع مختلفة من الغازات وعند القيام بحساب “الجزيئات” في الموجودة في الهواء وجدنا أن النيتروجين هو أكثر الغازات وفرة في الهواء يليه الأكسجين ثم ثاني أكسيد الكربون وبخار

الماء

والغازات الأخرى

وعند القيام بتجربة الغازات على البالونات عند الطلاب حيث قاموا من 6 إلى 7 طلاب إحضار زجاجات الصودا أو غيرها من

المشروبات الغازية

وبعضهم قاموا بإحضار البالونات وحصلوا على عدة زجاجات من كوكا كولا ومشروبات غازية اخرى من نوع صودا بيسليري وواحدة ليمكا وواحدة ديو

وبعد ذلك بدأت الإثارة بمجرد تصادف أن الزجاجة الأولى التي فتحتها هي Coca Cola قمت بفك الجزء العلوي وسرعان ما وضعت بالونًا على فوهة الزجاجة وقبل أن يعرف أي شخص بما يحدث انفجر البالون بصوت عالي ثم التقط على الفور بالونًا ثانيًا وثبته فوقها انفجرت قليلا ثم هزت الزجاجة وانفجر البالون أكثر تناثرت بعض الكولا أيضًا في البالون

وأثار هذا المزيد من

الفضول

وهرع اثنان من الطلاب وطلبوا زجاجة الصودا الموجودة من النوع الآخر وهى بيسليري ثم هزوا الزجاجة قليلاً لأنهم عندما فكوا الجزء العلوي حيث اندفعت الصودا مثل النافورة وتناثرت على مكتبهم ولقد فاتهم إثارة انفجار البالون لأنه بحلول

الوقت

الذي تمكنوا فيه من وضع البالون كان معظم الغاز قد هرب وتسبب كل هذا في مزيد من الإثارة في الفصل وأراد جميع الطلاب تجربة النشاط

وأثبتت هذه التجربة مع مرور المحاولة ومرور بعض الوقت لشرح أن المشروبات الغازية تحتوي على ثاني أكسيد الكربون الذي يذوب فيها تحت الضغط، حيث قومت بتوزيع 6 زجاجات وبالونات على ست مجموعات تتكون كل مجموعة من 5 طلاب أو أكثر وكان أحد الاستدلالات الجديدة التي ظهرت من خلال جميع التجارب هو أن جميع المشروبات الغازية قد تحتوي على كميات مختلفة من الغاز المضغوط فيها حتى الآن كان الطلاب متحمسين للغاية ومشحونين وكانت الأسئلة بعد هذه التجربة هى الآتي هل يطير البالون المملوء بالغاز (يطفو)؟

وذلك ماجعلني أخرج البالون من زجاجة كوكاكولا ثم ربطت فمه وتركته في الهواء حيث سقط البالون على الفور على الأرض، ولكن عندما توقع أحد الطلاب أنه أثناء هز الزجاجة دخلت بعض فحم الكوك في البالون لا بد أن هذا جعلها ثقيلة ولذا سقطت وبعد ذلك ظهر

السؤال

الآتي هل يطير البالون إذا تم إزالته فورًا من الزجاجة بعد ملئه بالغاز؟

كررت النشاط مع زجاجة كوكاكولا واحدة متبقية وأزلت البالون المنفوخ من الزجاجة وربطت فمه ثم قام أحد الطلاب للتحقق مما إذا كان سوف يطير ولدهشة الجميع سقط هذا البالون على الأرض ثم توصل الطلاب إلى التخمينات التالية:

• هل الثقل من شأنه أن يجعل البالون يسقط.
• هل كان هناك بخار فيه.

كما سأل أحد الطلاب وقال هل من الممكن إعادة تعبئة الغاز من البالون إلى الزجاجة؟ يمكننا ممارسة الضغط للقيام بذلك وبالفعل تطوع ثلاثة طلاب لأداء هذا النشاط وأوضحوا إلى أنه لا يمكن إعادة ضغط الغاز يدويًا إلى المشروب، ولكن هل من الممكن الاستمرار في نفخ البالون بهز الزجاجة باستمرار؟ وفي هذه المرحلة لاحظ الجميع أن البالونات التي انفجرت كانت تنكمش ببطء لذلك لقد خمنوا أن الغاز قد يتسرب حول الحواف إذا لم تكن محكمة الإغلاق.

ولكن بعد الوصول الى هذه المرحلة قامت المدرسة بشرح التغربة لما تحتويه من العديد من الاسئلة وهى ان البالون الذي سقط كان مليئًا بثاني أكسيد الكربون وربما أيضًا قد يكون بعض بخار الماء من الفقاعات قد دخل ووافق الطلاب على ذلك حيث يمكنهم التحقق من ذلك من خلال مما إذا كان الجزء الداخلي من البالون مبللاً

وإجابةً على السؤال الآخر فهو عندما تنفخ بالونًا بمجرد النفخ فيه هل يطير؟ كان الطلاب مرتبكين بعض الشيء لكنهم تذكروا أنه بعد فترة ينخفض ​​البالون لكن بالونات الحفلات مختلفة تماماً حيث أحيانًا تجدهم عالقين في السقف، ولكن السؤال هنا ماذا يمكن أن يكون داخل هذه البالونات؟

الآن كان هناك نقاش حول عندما نفجر في منطاد ما هو تكوين الهواء الذي يمتلئ فيه؟ وقال أحد الطلاب يجب أن يكون الهواء عاديًا وفكر آخر لفترة من الوقت وقال يجب أن يكون ثاني أكسيد الكربون فنحن نتنفس الأكسجين ونخرج ثاني أكسيد الكربون، وأثار هذا سؤالًا آخر من بين جميع الغازات الموجودة في الهواء من حولنا هل يدخل الأكسجين فقط من خلال أنفنا؟ لا يمكن أن نأخذ كل الغازات في الهواء لذلك ربما يتم استخدام الأكسجين فقط؟ ثم ما هو تكوين الهواء الذي نتنفسه؟ هل لا يحتوي على أكسجين فيه؟

لماذا يملأ الغاز البالون

من خلال المزيد من المناقشة والشرح تبين أن الهواء الذي نتنفسه يتكون بشكل أساسي من (80٪) من غاز النيتروجين، حيث يوجد في الهواء المنبعث كمية أقل من الأكسجين وقليل من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء كما تم استهلاك ما يقرب من ربع الأكسجين واستبداله بهذه الغازات الأثقل وبالتالي فإن الهواء الذي نتنفسه أثقل قليلاً من الهواء العادي ولذلك سوف يهبط البالون المملوء به في الهواء العادي وسيكون البالون المملوء بثاني أكسيد الكربون فقط أثقل

ولكن عند السؤال بخصوص بالونات الحفلة التي طفت ومعرفة ما هو الغاز المستخدم من قبل بائعي البالونات الذين رأيناهم في السوق؟ فقد لوحظ أحد الطلاب أنه قد يكون غاز الهيليوم وقال آخر إن رائحة الغاز سيئة ووافق آخرون على ذلك وكانت هذه المناقشة غير مكتملة

لذا في اليوم التالي لحظة وصول الطلاب إلى الفصل كان الطلاب متحمسين لإعطائي إجابة حول السؤال المطروح والذي قدمته لهم في اليوم السابق وبالفعل لقد اكتشفوا أن بائعي البالونات ملأوا بالوناتهم بالهيدروجين وهو أخف بكثير من الهواء العادي ولكن حول الرائحة ما زلنا لا نعرف

حيث  أن غاز الهيدروجين أرخص بكثير من الهيليوم ولكن قد يكون خطيرًا إذا انفجر البالون بالقرب من بعض المواد القابلة للاشتعال حيث إنه أكثر خطورة على بائعي البالونات الذين يحضرون ويتعاملون مع الغاز دون أي ضمانات[1]

البالونات المتفجرة

تدل البالونات المتفجرة على أنه لا يوجد شيء يمكن أن يؤخذ على أنه أمر مسلم به في العلم وإذا اشتريت بالونًا من بائع فمن المحتمل أنه مليء بالهيليوم، والهليوم غاز مثل الهواء وفي الواقع أنه يحتوي الهواء على بعض الهيليوم

لكن الهيليوم أخف من ذلك الهواء وإذا أخذت نفس الحجم من الهواء والهيليوم ووزنتهما على ميزان  فسوف يقل وزن الهيليوم، هذا لأن الهيليوم أقل كثافة ولأن الهليوم أخف من الهواء لذلك يرتفع بالون الهيليوم تمامًا كما ترتفع فقاعة الهواء في الماء الأكثر كثافة

كما أن غاز الهيدروجين غاز أخف من الهواء كما إنه أخف من غاز الهيليوم ومع ذلك لا يستخدم الهيدروجين في البالونات وذلك لأن الهيليوم هو غاز خاص يسمى الغاز النبيل مما يعني أنه لا يحترق[2]