Дирижабль - это летательный аппарат, сконструированный по тому же принципу, что и воздушный шар. В зависимости от конструктивных особенностей дирижабли могут быть трёх типов: мягкий, полужёсткий и жёсткий. Обладает большим обёмом и большой грузоподъёмностью. Способны находиться в воздухе неделями, не требуют больших посадочных площадей. Часть объёма аппарата заполняется газом, более лёгким, нежели воздух (водород, гелий). В другой части размещается груз. Недостаток - небольшая скорость передвижения (около 160 км/час).
Диэлектрические материалы состоят из атомов. А все атомы состоят из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг ядра отрицательно заряженного электронов. Когда отсутствует внешняя электрическое поле, электроны вращаются по своей орбите и центры положительного и отрицательного зарядов совпадают друг другу. Если этот материал поместить в электрическое поле, то отрицательно заряженные электроны смешается в сторону положительного электрода. Центр отрицательно заряженного электрона изменяется, и образуется диполь. В этом случае произошла поляризация диэлектрика.
И это называется электронной поляризации. Она происходит мгновенно (≈ 10^-15с).
Электронная поляризация схематически изображается так:
Здесь а – неполяризованный атом; б – поляризованный атом.
Если бы вы не прогуливали школу, то знали что гелий газ нейтральный, то есть в нормальных условиях не вступает в химическую реакцию ни с каким веществом.
Соответственно, вы гелием не отравитесь. А вот если сидеть в, исключительно, гелиевой атмосфере, то задохнетесь от недостатка кислорода.
Совсем недавно в новостях показывали чудака, который летал на шариках. Шарики с гелием все-таки не воздушный шар и они для воздухоплавания не приспособлены, но всегда найдется кто-то, кто захочет проверить, а сколько шариков нужно надуть, чтобы подняться в воздух.
Для каждого человека это будет свое количество шаров, так как объем шариков разный и вес у людей тоже. В физике я слаба, но если надуть столько шариков, чтобы они занимали площадь воздушного шара и тесно связать между собой, чтобы сократить пространство между шариками к минимуму, то такое количество поднимет человека точно. Другое дело, что управлять нормально шариками с гелием не получится. Чтобы подняться на приличную высоту нужно примерно 10 тысяч шариков, а оторваться от земли можно и на нескольких сотнях.
Предлагаю воспользоваться формулами.
Маленькие молекулы гелия легко проникают (диффундируют) через тонкий слой резины, из которой сделан шарик. Но всё же они улетучиваются медленнее, чем еще более мелкие молекулы водорода. Время "сдувания" шарика с гелием зависит прежде всего от плотности и толщины оболочки, из которого сделан шарик (или другая игрушка, надутая гелием). Через обычную тонкую резину (когда шарик надут, оболочка становится намного тоньше) гелий уйдет довольно быстро. Коэффициент диффузии гелия через резину обычного шарика известен и равен D = 10^-7 см^2/c (http://okrug.herzen.spb.ru/userfiles/file/E-10-2.pdf). Время t проникновения молекул гелия через такую оболочку толщиной d определяется простой формулой: t = d^2/D. Пусть d = 0,1 мм = 0,01 см. Тогда первые молекулы гелия достигнут внешней поверхности шара через 1000 с ~ 17 мин. И пройдет еще некоторое время, когда значительное число молекул гелия уйдут из шарика и он заметно "сдуется". Если оболочка потолще (0,3 мм = 0,03 см) время проникновения первых порций гелия в воздух увеличится в 3^2 = 9 раз (2,5 часа). Значительно сильнее скорость сдувания шарика зависит от материала его оболочки. Например, для латекса, тем более, фольгированного, коэффициент диффузии будет намного меньше. И такая игрушка может летать в комнате пару недель, постепенно сдуваясь и теряя подъемную силу. Тогда можно прорезать в нем дырку, вдохнуть поглубже гелий и что-нибудь сказать: "слушатели" обратят внимание на изменение тембра голоса: он станет заметно выше.
На фотографии - фольгированный шарик-фигура с гелием Миньон Дейв. Он сделан из миларовой пленки, которая плохл проницаема для газов. В результате игрушка не сдувается довольно долго: от недели до месяца.
