氢气球到底能飞多高

元旦节这天，天天和妈妈来到广场上，看到好多企业、公司做营销活动，还有一些售卖小玩意儿的商贩，热闹极了。

天天注意到，有家新公司这天开业，开业典礼的时候，放了很多气球。

天天说：“妈妈，那些气球为什么能飞上天呢？”

妈妈：“因为这些是氢气球啊。”

“氢气球为什么就可以呢？”

“因为氢气是大气中最轻的气体……”

“那它们到底能飞多高呢，会一直飞到宇宙中吗……”

对于天天的问题，我们先来看看氢气球为什么能飞上天。气球受到重力和空气对它的浮力作用。如果浮力比重力大，它就会上浮；如果重力比浮力大，它就会下沉；如果两个力相等，它就可以悬浮在空中。根据阿基米德原理可以知道，空气中气球所受到的浮力的大小等于被它排开的空气的重力。正因为热空气和氢气的密度比周围空气的密度小，它们受到的重力也比浮力小，充满了热空气和氢气的气球才会“上浮”。因此，气球是靠空气的浮力升空的，而且只有当空气对它的浮力大于气球自身所受重力的时候，才能实现升空。所以要让气球升空，首先得有空气，否则它将得不到上升所需的浮力；其次必须给气球充入密度比空气小的气体，如氢气、氦气、热空气等，这样才能减轻它的自重，使它有可能上升。

越往高处，空气的密度就越小，大气压也越低，随着气球上升高度的增长，它受到的浮力会逐渐减小。到了一定的高度，当气球受的浮力与它自身的重力大小相等时，就无法继续上升了。这时它将停留在空中，好像碰到了看不见的“天花板”一样。甚至许多气球还没来得及到达“天花板”就会胀破，这是因为空气越来越稀薄，对气球的压强也越来越小，而气球内部的压强比较大，气球就会不断膨胀，最后把自己胀破了。

而对于氢气球到底能飞多高的问题，我们目前的答案是海拔10千米，比珠穆朗玛峰还要“高一头”。这个数字是目前普遍使用的气象气球的飞行高度上限。氢气球爆炸的原理是由于气球飞得越高，外部空气的气压渐渐小于球体内部的气压，气球越涨越大，最终超过球皮承受的极限，而导致破裂。因此，不同氢气球的飞行高度上限也不同，这取决于球皮的弹性、材质等多个因素，如果是普通作为玩具的氢气球，飞行高度有限，大部分超过2000米就会爆炸。

其实，10千米这一数字还可以再提高，地球的大气层分为多层，海拔10公里以下的为对流层，所以目前气象气球在设计制作上都把10千米作为上限，如果把高度进一步提高，在技术上是可以实现的，但没有实用价值。

另外，由于氢气比惰性气体如氦气廉价，因此市面上销售的基本上都是氢气球。氢气与其他物体摩擦产生静电及遇到明火时，容易发生爆炸或燃烧。另外，市面上卖的五颜六色的气球，大多都是充氢气的氢气球，比较安全的是充氦气的氦气球。

2017年11月27日晚，南京有4名年轻人看见有发光的“网红气球”，买了6个后打车离开。其中一名男子抽烟时不小心把火星溅在了气球上，6个气球相继爆炸，将4名年轻人灼伤，其中两名男子受伤严重，面部被炸黑，手上也烫了很多水泡，面部达到二级烧伤。

物理知识小链接

氢气球是轻质袋状或囊状物体充满氢气，靠氢气的浮力可以向上漂浮的物体就叫氢气球。氢气球一般有橡胶氢气球、塑料膜氢气球和布料涂层氢气球几种，较小的氢气球，当前多用于儿童玩具或喜庆放飞用。较大的氢气球用于飘浮广告条幅，也叫空飘氢气球，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。氢气球内部频率接近20Hz。

世界上第一个氢气球诞生在1780年，法国化学家布拉克把氢气灌入猪膀胱中，制得世界上第一个氢气球。