气球也可以不被扎破，只要这样做……

文章来源：知识就是力量

原文作者：徐海 杨敏 楚婉苓

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气球不仅是孩子们非常喜欢的一种玩具，也是非常受欢迎的装饰品。在许多国家，气球会被用作庆祝时的点缀。每当节日来临，街道上、学校里、商场里都可以看到不同颜色的气球，一些开幕仪式上，人们还会刺破气球来记录和庆祝那个重要时刻。

气球就是这样，欢乐、浪漫，喜庆、祥和，总之都是甜甜的“味道”，越来越得到人们的青睐！气球里面到底是什么气儿？它为什么会因“发脾气”而爆炸？有没有不能被扎破的气球？

气球的诞生

1772年冬，法国里昂的蒙哥菲尔兄弟正坐在壁炉前烤火，只见一股浓烟向炉顶冲上去，哥哥看见后心里突然产生了一个有趣的念头：要是做个口袋，把烟装进去，不就可以让口袋飞起来了吗？于是兄弟俩找来绸布，缝成一个口袋，再用口袋收集烟，扎上口，口袋真的升起来了——这便是人类最早出现的气球。

后来，蒙哥菲尔兄弟经过10年的努力，终于在1783年把一个巨大的热空气球送上了天空。

中国最早的热气球——天灯

热气球在中国已有悠久的历史。公元2～3世纪时，中国人就发明了最早的热气球——天灯（也称孔明灯，相传为三国时期诸葛亮的发明），主要用来传递军事信号。英国学者李约瑟在其著作中也指出，公元1241年蒙古人曾经在李格尼兹（Liegnitz）战役中使用过龙形天灯传递信号。

热气球，是一个比空气轻，上半部椭圆，下半部吊着篮子的飞行器，下面的吊篮用来携带乘客和热源（大多是明火）。热气球利用加热的空气或某些气体（比如氢气或氦气）的密度低于气球外的空气密度产生的浮力来升空。

公元1786年的热气球（图片来源：Wiki）

热气球的高度通常要达到十几千米，那它是如何飞起来的呢？原来，热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说，必须选择速度和方向都合适的高空气流，并随之运动，才能高效地完成飞行。就像远途旅行需要转机一样，热气球也需要搭乘不同的气流，只不过在“换气流”时需要飞行员及时调整高度。

我是氢气球，你是氦气球

长期以来，气球都是小孩子钟爱的玩具之一，但通常乳胶气球容易爆破，而且气体保持时间也比较短。所以，人们一直想研制一种能较长时间保持气体不漏气的气球。终于，在20世纪70年代末，人们找到了铝膜这种材料，用它制成的气球能够较长时间保持不漏气。但无论是乳胶气球亦或是铝膜气球，当它们充了氢气和氦气后，从外表上都看不出来，因为它们都能达到一样的效果。那么，我们到底应该选择哪种气体作为充铝膜气球的气体呢？

先来看看氢气。氢气是世界上最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，标准状态下，1升氢气的质量是0.0899克。世界上第一个氢气球诞生于1780年，当时法国化学家布拉克把氢气灌入猪膀胱中，制得了世界上第一个氢气球。当前，较小的氢气球多用于儿童玩具或喜庆之日放飞，较大的氢气球则用于飘浮广告条幅，也叫空飘氢气球，而气象上用氢气球探测高空，军事上用氢气球架设通信天线或发放传单。

但是，氢气球升到空中容易爆炸。这是因为氢气的密度比空气要小，而到了高空，空气更为稀薄，气球内外部的压力差别更大，气球会逐渐膨胀以至爆炸。同时，因为高空气温降低，也会促使气球爆炸，前者是主要原因，后者是次要原因。另外，氢气还是一种易燃、易爆气体，很小的一点能量，就有可能引发爆炸，所以，人们已经不用氢气球了。

不同形状的气球

从环保角度来说，氢气球破裂后的残片会随机飘散，有可能会被野生动物误食，进而导致消化系统、呼吸系统的梗阻（曾看过一个短片，讲的是大海中的海龟因误食塑料袋而引起死亡）。这也是现在氢气球被人们“抛弃”的原因之一。

再来看氦气。氦气是除氢气以外密度最小的气体，1升氦气的质量是0.17847克，所以当我们把氦气充入铝膜气球里时也能达到飘浮的效果。又因为氦气是惰性气体，通常条件下不与其他元素和化合物产生化学反应，所以用来填充气球不会产生任何危险，因此氦气球一般会作为广告气球及生日派对气球，给大家营造欢快、祥和的气氛。

铝膜气球

其实，这两种气球就是因为填充的气体不同而得名的。如果你给铝膜气球充的是氦气，那它就是氦气球，如果里面是氢气，那就叫氢气球。

气球可以扎不破？

扎气球的游戏我们每个人都玩过，但有的气球一扎就破，有的气球却不会一扎就破，这是什么原因呢？

气球是可以不被扎破的

如果你再细细观察，就会发现当用针或竹签扎吹起来的气球顶部时，气球是不会破的。原来，当我们开始吹气球时，气球内部的压力会越来越大，同时组成气球的橡胶分子会因为压力变大而被拉伸。这时，如果有外来物扎了气球一下，气球被扎的那一点所受到的压力就会骤然增大，然而单个橡胶分子可以承受的力度是有极限的，一旦超过这个极限，这个受力的橡胶分子会将这个力分散给周围其他的橡胶分子，当这些分子都承受不住的时候，气球就会“砰”的一声爆炸了。但是当我们从顶端或底部扎入时，这些区域因为聚集了大量没有延伸开的橡胶分子，所以使得这个区域非常有弹性，当外力作用于这些区域，会有很大的缓冲空间，不会引爆气球。虽然这样做气球不会爆炸，但是气球还是会慢慢漏气。不过，如果异物一直保持着插入状态的话，那气球也同样会保持密闭的状态。

小时候，气球是我们的玩具，在呼出的气体的控制下充满、缩小，从手中跳跃到空中，再跳跃到同伴的手里；上学后，气球是对我们极具吸引力的未知气体，是涉及到密度等概念的名词；后来呢，气球是告白时送出的深藏心底的话语，是婚礼上成片成簇的浪漫背景，也是幸福生活的美好见证。

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题《气球里的秘密》，作者徐海、杨敏、楚婉苓，有删改，原创作品转载请注明来源。

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编辑：春雪