氦氣簡介
氦（Helium），氦，HELIUM，源自helios，意為"太陽"，1868年發現。幾乎世界上所有的氦氣都是由美國的天然氣井中提取的。它比空氣輕，廣泛地套用于飛艇和氣球，以取代其有高度可燃性的氫氣。液態氦因其沸點特別低而成為低溫學領域的無價之寶。氦在通常情況下為無色、無味的氣體，氦是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。氦是最不活潑的元素，基本上不形成什麼化合物。氦的套用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑。
基本介紹
中文名 氦氣 hàiqì 英文名helium
EINECS號 275-187-7
化學式 He
屬於稀有氣體單質。
由氦原子聚合而成
分子量4.003
氣體密度0.1786g/L（0°C、1atm）
液態密度125.2g/L（4.2K、100.312kPa）
比重 0.14（空氣=1）
沸點 4.3K（1atm）
熔點1.0K（26atm）
臨界溫度為—268.95
臨界壓力 0.228MPa
蒸發熱 5.50cal/g、20.4kJ/kg（沸點）
液態與氣態的體積比 699（0℃、1atm、以液態體積為1?）
性質無色、無味、無臭常溫下為氣態的惰性氣體。臨界溫度最低，是最難液化的氣體。極不活潑，不能燃燒也不助燃。進行低壓放電時顯深黃色。氦具有特殊的物理性質，在絕對零度時在其蒸氣壓下，氦不會固化。氦氣化學性能穩定一般不生成化合物，在低壓放電管中受激發可形成He +2 、HeH等離子及分子。在特定條件下和某些金屬可形成化合物。
質量標準1.國家標準工業氦氣GB/T 4844.1—1995
什麼是氦氣球
海豚氦氣球鋁膜氣球國內也有叫鋁箔氣球、氫氣球、氦氣球，英文名為foil ballo
或者是mylarballoohelium balloon。根據其使用場合的不同可分為：生日派對氣球、玩具卡通鋁膜氣球、禮品氣球、裝飾氣球、廣告氣球、情人節氣球、兒童節氣球,聖誕節氣球,春節氫氣球等各類節日氣球。 也有人叫鋁箔氣球是因為對鋁膜氣球材料的認識不同，但是我們這裡所用在氣球的材料叫法還是應該叫鋁膜更為貼切；而之所以有人叫它為氫氣球、氦氣球是因為充的氣不同而已，在給鋁膜氣球充氣時國內因為考慮到成本因素所以一般都是採用氫氣來充氣，所以國內的人一般都叫它為氫氣球，但是使用氫氣的缺點就是比較危險。而國外一般都是使用氦氣來給鋁膜氣球充氣，所以一般國外在詢價單上的內容上都是寫helium balloon(氦氣球)。
氦氣球的工作原理
漂浮原理
大部分人對漂浮在水中的東西都習以為常，我們每天都可以看到這樣的情形。實際上，人本身也可以浮在水中，因此可以直接體驗在水中漂浮的感覺。物體在水中漂浮的原理同樣適用於在空氣中的情況，因此我們從了解水中的漂浮開始。例如，取一個容積為一升的塑膠蘇打瓶，倒空其中的軟飲料，然後把蓋子蓋好（這樣就有一瓶密封的空氣）。用繩索綁住瓶子，就像綁氣球一樣，然後帶著瓶子潛入游泳池的底部。由於瓶子中充滿空氣，您可以想像到它會極易浮到水面。您可以帶著瓶子坐在池底然後抓住繩子，瓶子就會像空氣中的氦氣球一樣漂浮。如果您鬆開繩子，瓶子會很快浮到水面。
蘇打瓶“氣球”在水中上浮的原因在於：水是液體，一升的瓶子置換了一升這種液體。瓶子連同瓶中的空氣最多重約28.4克（1升的空氣重約1克，而瓶子本身也很輕），但它們所置換的1升水重約1,000克。由於瓶子和其中的空氣比它們所置換的水輕，所以瓶子會漂浮。這就是浮力的原理。
氦的漂浮特性
氦氣球也是根據相同的浮力原理工作。由繩索控制著的氦氣球漂浮在“一池”空氣中（當您站在游泳池底部的水中時，也就是站在可能有3米深的“一池水”中，而在戶外時，就相當於站在幾公里深的“一池空氣”的底部）。氦氣球置換一定量的空氣（正如空瓶子置換一定量的水一樣）。只要氦加上氣球的重量比它們所置換的空氣輕，氣球就可以在空中漂浮。事實是氦比空氣輕很多。儘管差別沒有水和空氣之間的那么大（1升水重約1,000克，而1升空氣重約1克），但仍然很明顯。氦每升重約0.1785克，氮每升重約1.2506克。由於我們所呼吸的空氣中大約80%是氮，因此1升空氣的重量接近1.25克。
所以，如果您將1升的蘇打瓶裝滿氦，這個瓶子的重量就比裝滿空氣的相同體積的瓶子輕大約1克。這個差別好像不大——瓶子本身重量超過1克，所以它不會漂浮。但如果量比較大，空氣與氦之間每升1克的差別就能累積起來。這就是軟式飛艇和氣球通常都比較大的原因：它們需要置換大量的空氣才能漂浮。下圖表示不同體積的氦的不同升舉能力：
直徑為30米的氣球可以舉起近1.5萬公斤的重量！您可以通過以下方法得出球形氦氣球中氦的升舉能力：
確定氣球的體積。
球的體積為4/3*pi*r3，其中r是氣球的半徑。因此需要先確定球的半徑（半徑是直徑的一半）。求半徑的立方（乘半徑本身兩次：r*r*r），再乘以4/3，然後再乘以Pi。如果您用分米為單位測量氣球，得出的氣球體積單位就是立方分米。
1立方分米的氦可以舉起約1克重量，因此將氣球的體積乘以1。
除以202（1公斤對應的克數）來確定它可以舉起的公斤數。
例如，直徑20分米的氣球其半徑為10分米。體積為10*10*10*3.14*4/3=4,186（立方分米）。然後4,186（立方分米）*1（克/立方分米）=4,186（克）。所以，4,186（克）/202（克/公斤）=20.7（公斤）的升舉力。
氫氣球曾一度非常流行，儘管現在已不多見。氫每升僅重0.08988克，但卻高度易燃，一個很小的火花都可以引起巨大的爆炸。
那么，為何氦和氫比空氣輕這么多呢？這是因為氦和氫原子比氮原子輕。它們所含的電子、質子和中子比氮原子的少，因此更輕（氫的原子量約為1，氦為 4，氮為14）。對這些元素來說，相同量的原子占據的空間幾乎相同。因此，構成氣體的原子越輕，這種氣體就越輕。
氦的來源
如果您在氣球中充入氦氣，然後鬆手，氣球會徑直升上天空，直至爆破。氣球爆破時，溢出的氦氣並不會就此停住，而是會持續上升，流入太空。
因此，任何時候，大氣中的氦都極為稀少。它們來自放射性衰變釋放的阿爾法粒子（有關阿爾法衰變的詳細信息，請參見核輻射揭秘）。在鈾礦豐富的地方，天然氣中常常會含有高濃度的氦（將近7%）。這不難理解，因為是鈾的衰變導致大量的阿爾法粒子被釋放出來的，而地下天然氣田往往充當了這些氦的密封容器。氦從天然氣中低溫提取出來，成為我們充入氣球中的氦。
氦氣球與氫氣球的區別
氫氣是世界上最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，標準狀態下，1升氫氣的質量是0.0899克，由於氫氣是一種密度非常低的氣體，所以當把我們把氫氣充入鋁膜氣球內，便可以使我們的鋁膜氣球飄在空中。氫氣是一種無色、無味、無臭、易燃易爆的氣體。實驗測定，空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積4％～74.2％的時候，在遇有明火時就會發生爆炸。氫氣和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險，其中，氫氣與氟的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸，與氯氣的混合比1：1時，在光照下就可爆炸。由於氫氣無色無味，燃燒時火焰又是透明的，因此在它燃燒時很難被察覺。
氦氣的密度為0.1786kg/m3，即1升氦氣的質量是0.17847克，它是除氫氣以外密度最小的氣體。所以當把我們把氦氣充入鋁膜氣球內，同樣可以使我們的鋁膜氣球升上空中。氦氣是一種無色、無味、無臭，常溫下為氣態的惰性氣體。氦氣是最難液化的氣體，極不活潑，不能燃燒，也不助燃，在工業中可由含氦達7%的天然氣中提取。也可由液態空氣中用分餾法從氦氖混合氣體中製得，因其在空氣中含量極其稀薄，產量少，生產成本高，所以目前需要大量氦氣時主要還是從天然氣中提取，只要天然氣中含氦高於0.2％就有提取的價值。綜合上面所述，氦氣因其產量低，提取成本相對較高，所以目前市場上的價格相對氫氣來說要貴很多。
氦氣球的用途
氦氣球太陽能
很多人都希望通過簡單易行的方法使屋內採集到充足的太陽能資源，但這在傳統的太陽能電池板和太陽能管技術面前顯然是不可能的。然而，現在這一切似乎即將要改變，人們僅僅安置幾個氦氣氣球就可以輕鬆採集到太陽能資源。美國技術人員約瑟夫·科利（Joseph Cory）與合作者宇航工程師皮尼·葛菲爾（Pini Gurfil）花費多年時間一同對氦氣球進行了開發，他們在氦氣球上引入了如今最先進的太空技術，並最終於獲得了實用上的成功。
科利與葛菲爾曾經在研究過程中設計了許多太陽能裝置樣式，他們經過反覆的實驗與計算後最終發現，10英尺大的氣球竟然就可以提供與25平方米大小的太陽能電板相同的供電能力，能夠輸出1千瓦特左右的能量，這完全是太陽能技術上的一項突破性發現。這種氣球充滿了氦氣，重量輕，可以迅速將一個房屋充滿電。而且配套的計算機還可以調整氣球的高度，避免在惡劣天氣下受到損害。對此，科利表示，目前他們已經打算將每個氣球的成本控制在4000美元左右，而與之所提供能量相同的電板的造價則要貴許多，大約需要差不多10000美元。此外，這些氣球可以持續工作長達1年左右，而在這期間它們不需要進行任何維修以及其它的保養工作。
氦氣球氦氣球真正開始生產於上世紀70年代末，之前由於小孩子玩耍乳膠氣球時容易爆破，而且氣體保持時間也比較短，所以人們一直想研製一種氣球既能較長時間的保持氣體不漏氣，又能承受小孩子重量的氣球。終於在70年代末找到了鋁膜這種材料。而氦氣是惰性氣體，所以用來填充氣球不會有任何危險。 這些生產出來的氦氣氣球表面印刷看起來不僅非常的精美，而且還可生產出各種大小不一的恐龍、米奇、唐老鴨、海豚、飛機、老虎、大象等各種外型的鋁膜氣球。產品一經問世就深受人們喜愛。鋁膜氣球適合很多場合使用，可以作為廣告氣球，是各大企業、公司產品廣告宣傳的最佳禮贈品。還可以用來作為生日派對氣球，可營造出一種歡快、祥和的氣氛，使得來參加的來賓心情愉悅。
