Jak to możliwe, aby jeden mały zbiornik z helem wypełnił setki balonów?

Jeden mały zbiornik helu może wypełnić setki balonów, ponieważ hel w zbiorniku jest pod wysokim ciśnieniem i ma małą objętość. Gdy hel opuści zbiornik i napełni balon, ciśnienie zostanie obniżone, a objętość helu wzrośnie.

Objętość pewnej ilości jakiegokolwiek gazu, w tym helu, zależy zarówno od ciśnienia, jak i od temperatury. Objętość gazu wzrasta przy obniżonym ciśnieniu lub podwyższonej temperaturze i zmniejsza się wraz ze wzrostem ciśnienia lub obniżeniem temperatury. Takie zachowanie opisują prawa gazu, z których najprostszym jest prawo gazu idealnego. Prawo idealnego gazu wyraża się jako PV = nRT, gdzie P oznacza ciśnienie, V oznacza objętość, n to liczba moli gazu, R jest uniwersalną stałą gazu, a T jest temperaturą.

Przypuśćmy, że zachowanie się helu jest opisane przez prawo gazu idealnego i wyobraź sobie utrzymywanie stałej n i T. Wtedy idealne prawo gazowe stwierdza, że ​​gdy ciśnienie spada, objętość gazu wzrasta proporcjonalnie, aby utrzymać iloczyn P i V równy nRT. Ta sytuacja polega właśnie na napełnianiu balonów z jednego zbiornika helu. Ponieważ ilość helu się nie zmienia, zmiana ciśnienia powoduje wzrost objętości zajmowanej przez hel.