Наполним воздушный шарик метаном

Чтобы воздушный шарик поднимался вверх, его нужно надуть легким газом. Хороший вариант - водород. Водород - самый легкий газ, следовательно, подъемная сила такого шарика будет наибольшей. Другой вариант - гелий, он дает немного меньшую подъемную силу, зато не воспламеняется. Однако, если водород можно получить реакцией металлов с кислотой, алюминия со щелочью или, в крайнем случае - электролизом, то единственный практический способ "получить" гелий - взять его из газового баллона [1].

Можно также наполнить воздушный шарик или мусорный пакет гремучим газом водород-кислород, который образуется при электролизе воды [2], но это требует сбора установки для электролиза, эксплуатация которой сопряжена с рядом технических проблем. Кроме того, мусорные пакеты с гремучим газом хорошо летали в лаборатории, но при попытке запустить их на улице пакеты быстро прибивало к земле ветром.

Другой доступный газ, который легче воздуха - метан. Молекулярная масса метана - 16, а средняя молекулярная масса воздуха - 29. Как мы уже убедились (из предыдущих частей статьи), мусорные пакеты с метаном вполне сносно летают, хотя подъемная сила метана существенно ниже, чем у водорода (молекулярная масса - 2 ) и гелия (молекулярная масса - 4).

Разумеется, метаном можно наполнить не только мусорный пакет, но и воздушный шарик, правда, тут существует техническая трудность: давления газа в бытовой сети вполне достаточно, чтобы заполнить мусорный пакет, однако, его не хватает, чтобы надуть метаном воздушный шарик.

Решение этой проблемы описано в статье [3]: воздушный шарик можно наполнить метаном при помощи резиновой накачивающей груши, можно также воспользоваться комбинацией банки и вакуумного насоса.

Ни нагнетающей груши, ни водоструйного насоса под рукой не оказалось, поэтому я решил воспользоваться более доступным, хотя и менее удобным способом. К двухлитровой ПЭТФ бутылке подобрал пробку с трубкой. Конец трубки поместил в воздушный шарик, "горлышко" шарика обвязал ниткой - чтобы оно плотно прилегало к трубке. Бутылку закрепил в вертикальном положении - горлышком вниз, просунул в горлышко трубку, соединенную с газовой плитой и открыл кран конфорки.

Ориентировочно рассчитал, что если для наполнения пакета на 120 л метаном необходимо около 40 мин., значит, скорость подачи газа составляет 120/40 = 3 л/мин. Время наполнения двухлитровой бутылки (с запасом) - 1 мин.

Когда бутылка заполнялась, я, не переворачивая, закрывал ее пробкой с газоотводной трубкой, связанной с шариком. Потом ставил наполняться метаном другую двухлитровую бутылку. Бутылку с метаном помещал на пол и выдавливал из нее весь метан в шарик, нажимая ногами. После этого пережимал газоотводную трубку, открывал пробку и расправлял растоптанную бутылку, вдувая в нее воздух ртом. Тем временем вторая бутылка наполнялась метаном, я снова ставил наполняться первую бутылку, вторую же закрывал пробкой, выдавливал из нее метан и т.д.

Выдавливая метан из бутылки 15-20 раз, мне удалось надуть воздушный шарик метаном. Обычно это занимало 20-30 минут. Разумеется, ПЭТФ бутылка, после того, как я по ней потоптался, потом восстанавливала свою форму не полностью, но это было некритично: просто полезный объем уменьшался. Поскольку в воздух кухни поступало немало метана, я открыл окно и не подпускал близко "ходячий источник статического электричества" (кошку).

__________________________________________________
¹ См. статью: Наполним шарик водородом [ссылка] и подборку: Эксперименты с гелием [ссылка]

² См. статью: Опыты с гремучим газом. Получение гремучего газа электролизом (электролизер №1, 2, 3) [ссылка]

³ См. статью: Использование метана (природного газа) в моделях аэростатов [ссылка]

Надутый шарик неплохо летал: не только в комнате, но и на улице. После того, как я его отпустил, шарик стал быстро подниматься, одновременно его сносило ветром. Наблюдать за все уменьшающимся шариком можно было минут 5-7. Однако когда я попытался заснять запуск шарика, меня постигло разочарование: во время начальной стадии эксперимента сели аккумуляторы. Обидно, хотя я мало что потерял. (Разве что - "веру в человечество", т.к. аккумуляторы были недавно купленными и совсем недавно заряженными: с проблемой бракованных аккумуляторов или блоков зарядки приходится сталкиваться не в первый раз).

На следующий день снова надул воздушный шарик, пошел на улицу и запустил. Ветер был слабый и немного снес шарик в сторону, противоположную Солнцу: для наблюдений и съемки это хорошо. Шарик поднимался все выше и выше, а благодаря слабому ветру за ним не пришлось бегать. Наблюдать за подъемом удалось минут 5. Самое интересное, что я потерял из виду шарик как-то слишком внезапно: секунду назад он еще был видим - шарик казался меленьким, но еще не превратился в точку, секунда - и его уже "нет". Вполне возможно, что шарик попал в сильный воздушный поток, который снес его вверх и/или в сторону - как это уже случалось с аэростатами из мусорных пакетов [4].

Со съемкой вышло хуже. Несмотря на хорошие условия, я быстро потерял шарик из фокуса камеры: визуально он был прекрасно виден, но навести камеру на маленький, светлый и полупрозрачный шарик оказалось крайне трудно - на мониторчике камеры он был плохо различим. Это вам не черный и большой мусорный пакет.

Единственное, что осталось: приблизительно наводить камеру на тот участок неба, где находился шарик, и снимать вслепую. Потом оказалось, что шарик неоднократно попадал в кадр, но не по центру, а с краев: когда я увеличивал зум, шарик выходил за пределы кадра.

__________________________________________________
⁴ См. ч.2-5: Аэростат с метаном (природным газом) - 3х120 л [ссылка]. Как позже оказалось, с воздушными шариками такое также случилось не в последний раз - см. ч.3.2 Наполним воздушный шарик метаном [ссылка]

Смотреть Видео (110 Мб, .avi )

[Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном]

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Модели аэростата (аэростат своими руками) (Обсудить на форуме)> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью, ацетиленом, метаном (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]