Come è possibile che un piccolo serbatoio di elio riempia centinaia di palloncini?

Un piccolo serbatoio di elio può riempire centinaia di palloncini perché l'elio in un serbatoio è ad alta pressione e basso volume. Quando l'elio lascia il serbatoio e riempie un palloncino, la pressione si abbassa e il volume dell'elio aumenta.

Il volume di una certa quantità di gas, incluso l'elio, dipende dalla pressione e dalla temperatura. Il volume del gas aumenta con la pressione ridotta o l'aumento della temperatura, e diminuisce con l'aumento della pressione o della temperatura abbassata. Questo comportamento è descritto dalle leggi del gas, la più semplice delle quali è la legge del gas ideale. La legge del gas ideale è espressa come PV = nRT, dove P è la pressione, V è il volume, n è il numero di moli di gas, R è la costante universale del gas e T è la temperatura.

Supponiamo che il comportamento dell'elio sia descritto dalla legge del gas ideale e immaginiamo di tenere n e T costanti. Quindi la legge del gas ideale afferma che quando la pressione viene diminuita, il volume del gas aumenta proporzionalmente al fine di mantenere il prodotto di P e V uguale a nRT. Questa situazione è esattamente quella di riempire palloncini da un serbatoio di elio. Poiché la quantità di elio non cambia, il cambiamento di pressione è ciò che provoca un aumento del volume occupato dall'elio.