Wie weit würde ein Wetterballon oder Ähnliches aufsteigen können?
Gehen wir davon aus der Wetterballon oder jedes andere Objekt könnte ungehindert aufsteigen und er würde nicht in einer gewissen Höhe durch den größeren Druckgradienten zwischen Ballon und Umgebung platzen. Wohin würde der Ballon dann fliegen?
Er steigt ja immer weiter auf und irgendwann müsste er ja im Weltraum sein wo keine Atmosphäre mehr ist in welcher der Ballon durch seine Heliumfüllung Auftrieb erlangen könnte. Er steigt ja nur auf weil Helium leichter als Luft ist. Aber wenn keine Luft da ist in einer gewissen Höhe?
Würde der Ballon einfach dann "stehen bleiben" an dem Punkt wo die Umgebungsluft zu dünn ist? (Nahtloser Übergang der Atmosphäre in Weltraum) Rein theoretisch müssten ja an diesem Punkt dann Gravitation und Auftrieb in gleichem Maß auf den Ballon wirken sodass er nicht mehr weiter steigt aber auch nicht sinkt?
Wie oben erwähnt gehen wir davon aus dass der Ballon nicht platzt!
Tät mich mal interessieren was passieren würde.
6 Antworten
Wenn wir annehmen, dass der Ballon eine starre Hülle hat und sich nicht ausdehnt. Dann ist deine Annahme genau richtig. Irgendwann ist die Luft um den Ballon so dünn, dass sie die gleiche Dichte hat, wie das Helium. Dann steigt der Ballon nicht weiter auf, sinkt aber auch nicht ab.
Übrigens ist "Weltraum" eine ziemlich willkürliche Definition. Man sagt einfach: alles unter 100 km Höhe ist Erdatmosphäre und alles darüber ist Weltraum. Da gibt es also keinen klaren Übergang. Die Luft interessiert so eine Defintion nicht. Deshalb wird die Atmosphäre ganz kontinuierlich dünner.
Bei welcher Höhe der Ballon Genau stehen bleiben würde weiß ich nicht. Du kannst ja mal googlen, ob du rausfindest, in welcher Höhe die Luft die gleiche Dichte hat wie Helium.
Natürlich stellt sich in einer bestimmten Höhe dieses Kräftegleichgewicht ein, mit dem der Aufstieg des Ballons endet. Was soll da schon passieren? Da passiert das gleiche, wie wenn der Hund den Mond anbellt.
Wäre ne gute frage für die "what if" sektion vom XKCD webcomic. XD
Ich denke das es einen punkt geben wird an der sich erdanziehung auf den ballon und auftrieb ausgleichen werden und der ballon quasi wie auf dem wasser schwimmt. Vermutlich könnte man die höhe warscheinlich sogar berechnen.
Ein Wetterballon steigt (nur) so zwischen 10/12 bis 20 km auf. Aber leider platzt er, das lässt sich nicht verhindern in der Höhe.
Was hilft einem das Wenn? Helium dehnt sich nun mal aus und bringt den Ballon zum Platzen. Dann müsstest du schon ein anderes Füllmittel als Helium anführen. Du gehst aber von Helium aus.
oh my ...
"was hilft einem das wenn?"
du bist der feind jegliches fortschrittes und wissens gewinnes, bitte setz nie den fuß über die schwelle einer uni.
es interessiert ihn die behandlung des aspektes als theoretisches model mit der randbedingung des nicht platzens, daran is nichts verkehrt, was es hilft? es legt den grundstein zum verständnis des gesamten modelles, was hilft das? ein besseres verständnis der welt? und was hilft das? na ja letztlich sind so computer entstanden. und was hilft das? na ja so kann ich dir diesen hasserfüllten kommentar an den kopf werfen.
für mich hat sich die frage also gelohnt.
schönen abend noch.
Nach Alternativen war aber nicht gefragt. Die Voraussetzung war ein Heliumballon. Für deine Gedankengänge hätte die Frage anders gestellt werden müssen.
Akanton: Ich muss an dieser Stelle Critter beistehen. Er ist nicht Feind des Fortschritts. Im Gegenteil, er ist ein Freund der Wissenschaft. Denn er denkt nicht nur von der Wand bis zur Tapete sondern ein kleines bißchen weiter.
Die Annahme, es gebe ein Material, das sich beliebig ausdehen kann, ermöglicht noch lange nicht auch einen Ballon, der sich beliebig ausdehen kann. Wenn die Ballonhülle sich immer weiter ausdehnt, dann übt ihre Oberfläche eine immer größere Kraft auf das Gas im Inneren aus. Der Druck im Inneren wird immer etwas höher sein als der in der Umgebung - und demzufolge auch die Dichte. Je höher die Ausdehnung umso höher der (relative) Druckunterschied.
Und zweitens wird die Ballonhülle mit zunehmender Ausdehnung immer dünner und irgend wann mal so durchlässig für die Heliumatome wie ein Sieb.
Hättest du diese oder ähnliche Überlegungen angestellt,...
...
...dann hätte sich die Frage wirklich gelohnt für dich.
Für Critter hat es sich. ;-)
Leute, die so denken, haben tatsächlich den Computer erfunden.
Oberhalb etwa 80km beginnt die Atmosphäre sich zu entmischen, nur die leichteren Gasmoleküle schaffen es in diese Höhen, die schweren bleiben weiter unten bzw werden durch die Höhenstrahlung in ihre Bestandteile zerlegt. Der Sauerstoff- und Stickstoffanteil nimmt ab, der Wasserstoffanteil nimmt zu.
Ab einer bestimmten Höhe ist dein Balon ein Heliumballon in einer Wasserstoffatmosphäre. Den Rest kannst du dir denken.
Was übrigens auch einer der Gründe ist, warum Höhenbalons immer noch mit Wasserstoff gefüllt werden und nicht mit Helium ;-)
Ja das weiß ich ja weshalb ich den Aspekt mal aussen vor lasse. Mir gehts ja um die Theorie was geschehen würde wenn er eben nicht platzen würde :D