Mennyi a hélium emelőképessége?

A héliumnak (mint minden más anyagnak) pontosan annyi az emelőképessége, amennyi felhajtóerőt képez. Vagyis amennyivel könnyebb annál a közegnél, amelyet kiszorít a helyéről. Ha elkezded sűríteni a héliumot, akkor ugyanazon térfogatban több héliumatom lesz, vagyis megnő a sűrűsége, a tömege, tehát nehezebb lesz, így csökken a felhajtóereje.

Ebből következően, ha elkezded ritkítani, akkor fog nőni a felhajtóereje. Ezt az elvet követve akkor lesz a legnagyobb a felhajtóereje, ha az összes héliumatomot kiszivattyúzod, vagyis vákuumot képzel.

A baj annyi, hogy ekkor ugye a légköri nyomás egyre inkább össze akarja préselni azt a térfogatot, amelyet ritkítasz (mondjuk léggömb). Ha kiszívod ebből a gömbből a levegőt (vagy héliumot, jelen szempontból mindegy, hogy mi nem lesz benne), akkor az összehorpad, mert a rá nehezedő légköri nyomás összepréseli azt. Tehát olyan anyagból kellene legyen a gömb fala, ami ellen tud állni a légkör nyomásának. Ezt kétféleképpen lehet elérni: vagy a fal anyagát változtatod szilárdabbra mint a lufigumi, vagy a fal vastagságát növeled meg hogy tartósabb, ellenállóbb legyen. Az elsővel az a baj, hogy lufivékonyságú hártyát akármilyen hiperszuper anyagból kreálsz, az pár cm-nél nagyobb méretben nem képes ellenállni a légköri nyomásnak. Ha meg a falvastagságot növeled, akkor meg a tömege fog nőni, ami csökkenti a felhajtóerőt.

Tehát igazából egy dolgot tehetsz, hogy növeld a felhajtóerőt: a héliumot cseréled le könnyebb gázra. Ebből viszont csak egy van, a hidrogén, amelynek fajsúlya csak negyede a héliuménak. Azonban a hidrogén roppant reaktív, vagyis tűz- és robbanásveszélyes gáz, ezért használnak szinte mindenhol héliumot helyette (inert gáz). Más részről, a hidrogénatom annyira kicsi, hogy az anyagok túlnyomó többségén átdiffundál, átfér a molekulák között, így apránként elszivárog a lufi falán keresztül is (még a hélium is, csak ez sokkal lassabban).

0 °C-on a levegő sűrűsége 1,29 kg/m^3, a héliumé 0,18 kg/m^3, tehát kb. 1,11 kg-ot tud felemelni 1 m^3 hélium.

Melegben kevesebbet, mert kisebbek a sűrűségek, kb. 1%-kal 3 °C-onként.

Egyébként úgy van, ahogy #1 írta.

Kivéve: "...a hidrogén, amelynek fajsúlya csak negyede a héliuménak"

Fele. Nem sok a különbség, a H 1,2 kg-ot tud felemelni m^3-enként.