Wanner stijgt een ballon?

Als alles wat je wilt tillen qua soortelijk gewicht lichter is dan ±1 kilogram per M³, dan stijgt alles op... Dat is namelijk de soortelijke massa van lucht op zeenivo bij 18° C...

Helium is het lichtste gas dat er is... Vele malen lichter dan lucht... Dus elke liter Helium dat je in de ballon blaast wordt hij lichter, tot hij uiteindelijk stijgt...

Een ballon die je zelf opblaast kan ook stijgen, alleen dat is wel afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Warmte laat hem dan stijgen.

Denk ook maar eens aan een luchtballon, met zo`n mandje er onder. Die ballon wordt echt niet gevuld met helium, maar gewoon met lucht, die vervolgens met branders wordt warmgemaakt.

Een ballon met een bepaald gas er in stijgt op omdat het geheel dan lichter is dan de lucht waarin hij opstijgt. Dus de ballon + helium is lichter dan lucht.

Hier geldt de wet van Archimedes, net als in water.

De wet luidt:
De opwaartse kracht die een voorwerp geheel of gedeeltelijk in vloeistof of gas (dus ook lucht) ondervindt, is gelijk aan het volume van de hoeveelheid verplaatste vloeistof of gas.

Daaruit volgt dat een voorwerp geheel ondergedompeld in lucht (en dat is een ballon) zal stijgen als het totale gewicht van de ballon, inclusief het gas, lichter is dan de verplaatste hoeveelheid lucht.
Als je een ballon vult met lucht zou hij theoretisch zweven in lucht, maar we moeten natuurlijk ook het gewicht van de ballon zelf mee tellen en dus zal hij dalen. Dat zweven in lucht is overigens niet helemaal waar, want de luchtdruk in een ballon is ietsje hoger dan de omringende lucht (spanning van de ballon) en dus zal de soortelijke massa van de lucht in de ballon ietsje hoger (lees zwaarder) zijn en ook dat feit zal het daaleffect beïnvloeden.

In principe komt het er dus op neer dat je een lichter gas in de ballon moet blazen dan lucht om de ballon te laten stijgen. Dit kan ook hete lucht zijn, want hete lucht zet uit en heeft dus een lagere soortelijke massa dan lucht van 20° C. Denk maar aan de heteluchtbalonnen die je ’s zomers v.n. boven Friesland ziet zweven. Ze beïnvloeden het stijgen, zweven en dalen van de ballon door de temperatuur van de lucht in de ballon te veranderen.

Toegevoegd na 5 minuten:
Het verhaal achter de "Wet van Archimedes" is een van de beroemdste.

Koning Hieroon van Syracuse wilde een gouden krans offeren aan de goden en gaf aan een kunstenaar opdracht deze te maken. Nadat de krans aan koning was overgedragen twijfelde deze eraan of deze wel van puur goud was. De koning vroeg aan Archimedes of deze kon vaststellen of de krans van puur goud gemaakt was zonder deze te smelten.

Toen Archimedes een bad nam realiseert hij zich dat hij lichter werd. Goud heeft een hogere dichtheid dan zilver, een gouden krans heeft dus een kleiner volume dan een even zware zilveren krans. Uit de opwaartse kracht van het water zou hij dus het volume van de krans moeten kunnen bepalen en door dat te combineren met het gewicht van de krans zo vaststellen of de krans uit zuiver goud gemaakt was of uit een mengsel van zilver en goud. Hij zo blij dat hij het probleem heeft opgelost dat hij uit het bad springt en zonder zich aan te kleden naar de koning rent onder het uitroepen van "Eureka, Eureka" (Ik heb het gevonden, ik heb het gevonden).