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Grimm, H.:

Fliegende/Schwebende Ballons: Welche Gase sind geeignet?

http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/ballongase.shtml
zuletzt aktualisiert am 03.10.2016

Zu meiner Kindheit gab es ihn allenfalls eimal im Jahr, auf dem Freimarkt, heute begegnet man ihm fast schon an allen Ecken: dem mit Helium gefüllten Ballon, den man auch fliegen lassen kann. (Liebe Ballonfahrer, ich weiß: ein Ballon "fährt". Auch wenn ich persönlich davon überzeugt bin, dass er in Wahrheit schwebt.)

Außer Helium gibt es noch einige andere Gase, die leichter sind als Luft und deshalb zumindest theoretisch für einen fliegenden Ballon in Frage kommen könnten. Luft und alle Gase, die leichter als Luft sind, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt, mit ihrer Tragkapazität m_tr und ihrer Dichte rho (jeweils in g/L bei 1013 mbar und 20 °C):
Gas     m_Tr   Bemerkungen
        rho
--------------------------
Wasser- 1,12    brennbar
stoff   0,084
--------------------------
Helium  1,04    teuer, im 
        0,166   Handel
--------------------------
Neon    0,37 
        0,839
--------------------------
Methan  0,54    brennbar
        0,668 
--------------------------
Ammo-   0,49    giftig
niak    0,719   wass.lösl.
                brennbar
--------------------------
Acety-  0,119   brennbar
len     1,086
--------------------------
Ethylen 0,035   brennbar
        1,170
--------------------------
Stick-  0,035
stoff   1,170
--------------------------
CO      0,035   giftig
        1,170   brennbar
--------------------------
Luft    0,26 
100 °C   0,946
--------------------------
Luft           0,00 g
               1,205 g/l
--------------------------
Übrigens - auch Wasserdampf ist leichter als Luft (Etwa so leicht wie Ammoniak)! Allerdings ist Wasserdampf bei normalen Umgebungstemperaturen höchstens zu ein paar Prozent in der Luft beständig, sonst kondensiert er zu Wasser (Nebel). Und Wasser oder Nebel sind dann wieder schwerer als Luft.

Wasserstoff und Helium sind die geeignetsten Ballongase. Helium ist sicherer, da es nicht brennbar ist, muss jedoch im Handel erworben werden. Für kleine Partys gibt es kleine Druckdosen für wenige Ballons zu akzeptablen Preisen. Wasserstoff kann von fachkundigen Personen selbst erzeugt werden, unter Beachtung der notwendigen Sicherheitsmaßnahmen.

Neon muss, wie Helium, im Handel erworben werden. Da es normalerweise nicht in Kleinmengen verkauft wird, kommt seine Verwendung als Ballongas nur dann in Betracht, wenn es zu anderen Zwecken benötigt wird und daher ohnehin verfügbar ist.

Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Dies enthält jedoch meist größere Mengen Kohlendioxid und ist deshalb erheblich schwerer als Methan. Außerdem wird dringendst davon abgeraten, an den Erdgasanschlüssen herumzufummeln, um sich für eine Ballonfüllung etwas abzuzapfen! (Meist reicht ohnehin der Druck nicht, um einen Ballon aufzublasen.)

Ammoniak als Ballongas hat erhebliche Nachteile: es ist giftig und daher mit besonderer Vorsicht zu handhaben, zudem ist es sehr leicht in Wasser löslich, so dass bereits geringe Mengen Feuchtigkeit im Ballon einen erheblichen Teil des Ammoniaks absorbieren und damit die Traglast vermindern können.

Stickstoff, Kohlenmonoxid, Ethylen und Acetylen sind nur ganz wenig leichter als Luft, und kommen deshalb als Ballongase praktisch nicht in Betracht. Kohlenmonoxid ist zudem sehr giftig. Acetylen und Ethylen, evtl. auch Methan, dürften sehr schnell durch das Ballongummi entweichen.

Praktisch alle anderen Gase sind schwerer als Luft und können deshalb keinen Ballon tragen. Insbesondere Propan, Kohlendioxid, Butan oder Argon kann man als Ballonfüllung getrost vergessen, auch wenn sich in diversen Romanen immer mal wieder ein mit Propangas oder Kohlendioxid gefüllter Ballon in die Lüfte erhebt.

Der Auftrieb muss reichen, um den Ballon selbst, die Schnur daran und alles, was man dem Ballon mitgeben möchte (Zettel z.B.), zu tragen. Ein Ballon mit 3 Litern Helium darin

3 Liter Helium x 1,04 g/L Tragkapazität = 3,12 g

kann insgesamt höchstens 3,12 g heben. Der Ballon soll aber ja nicht einfach bloß so eben schweben, sondern er soll ja steigen, also muss alles zusammen sogar weniger wiegen! In diesem Fall höchstens etwa 2,5 g.

Wenn man genug Gas zur Verfügung hat, ist es am besten, man nimmt einen großen Ballon, der wiegt kaum mehr als ein kleiner, aber es passt viel mehr Gas hinein.

Der Ballon sollte nicht ganz voll aufgeblasen werden, weil das darin befindliche Gas, wenn er hoch in die Lüfte schwebt, wo der Luftdruck geringer ist, sich ausdehnt. Wenn er unten bereits kurz vor dem Platzen war, dann wird dies garantiert weiter oben geschehen. Also den Ballon nur zur Hälfte oder höchstens dreiviertel füllen.

Wer einen Ballon fliegen lassen will, braucht in Deutschland übrigens dafür eine Genehmigung. Die wird man aber, wenn man sie ordnungsgemäß beim Ordnungsamt beantragt, meist wohl bekommen.

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