Due dei più potenti di sollevamento gas monoatomico, disponibile Elio (He) e diatomic idrogeno (H2) in grado di fornire una forza verso l'alto, counter-gravitational quando sigillato all'interno di un contenitore ed esposti agli agenti atmosferici. Questa propensione a generare ascensore noto come "galleggiamento", deriva dal fatto che ogni gas ha una densità media più bassa dell'aria.
Forza di galleggiamento
Campo gravitazionale della terra può solo esercitare forza sulla massa. Così, gli oggetti con una maggiore massa sperimenterà una maggiore forza nel complesso gravitazionale. Se la forza complessiva di un oggetto è maggiore che di una meno massiccia, il primo sarà in grado di "spingere" quest'ultimo fuori del modo. Gas con una maggiore densità (cioè, la concentrazione di massa) hanno una maggiore forza complessiva tirandoli verso la superficie della terra. Questo ha l'effetto collaterale di "spingere" meno denso gas su lontano dalla superficie.
Per i due gas di volume uguale, la differenza tra la forza gravitazionale esercitata su ciascuno è noto come la "forza capace di galleggiare" del sistema. Anche se tutta la forza gravitazionale nel sistema è puntata verso il basso, lo spostamento del gas a bassa densità di gas ad alta densità può provocare piccole sacche di forza verso l'alto o "galleggiamento".
Legge dei Gas perfetti
Anche se è solo un'approssimazione del comportamento dei gas, la legge dei gas perfetti afferma che a pressione costante e temperatura, uno spazio di 1 litro contiene lo stesso numero di molecole. Ad esempio, ad una pressione di 1 atm e una temperatura di 293 gradi Kelvin, il numero di molecole in 1 litro di azoto gas, 1 litro di elio, e 1 litro di idrogeno sarà uguale. Poiché il numero di molecole in ogni campione è uguale, la densità di ciascun gas è determinata dalla relativa massa molecolare rispettivo.
Densità di idrogeno
L'atmosfera è una miscela di gas: 78% azoto, 20,9% di ossigeno, argon 0,9 per cento e 0,2 per cento altre molecole. A livello del mare, la densità media ponderata di questa miscela è 1,2 grammi per litro (g/L). Queste stesse condizioni, la densità del gas di idrogeno è 0,08988 g/L. Ciò significa che per ogni litro di gas idrogeno, 0,00088 Newton (N) della forza gravitazionale agisce su di esso. Nel frattempo, 0.0118 N di forza agisce su ogni litro di aria. La forza capace di galleggiare o "sollevamento" netta esercitata sull'idrogeno è uguale a 0.00088 N meno 0.0118 N, che è-0.0109 N. Nota: il negativo Iscriviti significa semplicemente che la forza di sollevamento viene eseguito opposto a gravità.
Densità dell'elio
A 0,1786 g/L, densità di elio è leggermente superiore a quello dell'idrogeno. Ancora, la forza di sollevamento risultante di un litro di elio al livello del mare è-0.0100 N.
Confronto
Considera il dirigibile Hindenburg infame: completato nel 1936, la nave ha tenuto 200.000.000 litri di gas idrogeno. Questo si traduce in approssimativamente 2.180.000 N di forza verso l'alto. Nel frattempo, riempire la nave solo con Elio avrebbe prodotto solo 2.009, 000N di forza verso l'alto. Così, il gas idrogeno fornisce circa 8,5 per cento di sollevamento più forza rispetto all'elio.
Idrogeno, tuttavia, è molto infiammabile (come dimostrato dal disastro del Hindenburg in 1937) considerando che l'elio è completamente inerte.