Ulasan: Balon saat Diluncurkan

Balon cuaca dan masalah helium

Dua kali sehari, pada waktu yang sama di seluruh dunia, sekitar 900 stasiun cuaca melepaskan sebuah balon. Setiap balon membawa kotak kecil berisi instrumen, sebuah radiosonde, yang mengirimkan kembali suhu, tekanan, dan kelembapan udara saat balon naik. Angka-angka ini menjadi masukan bagi setiap prakiraan cuaca yang kamu baca.

Balon cuaca terbuat dari karet tipis. Di permukaan tanah, balon diisi sekitar 2,500 L gas, hingga berbentuk bola dengan diameter kira-kira 1.7 m. Saat naik, udara di sekelilingnya semakin tipis dan tekanan di luar turun, sehingga gas di dalamnya menyebar dan balon mengembang. Di ketinggian, udara juga sangat dingin, sehingga gas sedikit menyusut, tetapi penurunan tekanan jauh lebih berpengaruh. Sekitar 30 km di atas permukaan tanah, balon telah mengembang hingga berdiameter enam atau tujuh meter, karetnya robek, dan radiosonde jatuh kembali ke Bumi dengan parasut kecil.

Helium yang sama, di permukaan tanah dan di ketinggian: lebih sedikit tumbukan dari luar, sehingga balon mengembang

Gas di dalam balon harus lebih ringan daripada udara. Hidrogen adalah gas paling ringan dan harganya murah: beberapa stasiun membuatnya langsung di lokasi dengan memisahkan air menggunakan listrik, 2H₂O → 2H₂ + O₂. Namun, hidrogen mudah terbakar, dan kebocoran di dekat percikan api dapat memicu kebakaran. Karena itu, sebagian besar stasiun menggunakan helium, gas mulia yang sama sekali tidak bereaksi.

Helium memiliki masalah tersendiri. Helium di Bumi terbentuk secara perlahan selama jutaan tahun melalui peluruhan α uranium dan torium di dalam batuan, lalu dikumpulkan dari sumur gas alam. Setelah dilepaskan ke udara, helium naik dan sangat ringan sehingga perlahan-lahan lolos ke angkasa. Rumah sakit membutuhkannya untuk mendinginkan magnet pada pemindai MRI, dan pada tahun-tahun ketika pasokan terbatas, harganya meningkat tajam. Layanan cuaca di beberapa negara sudah kembali menggunakan hidrogen untuk sebagian peluncuran mereka, dengan peluncur otomatis yang menjaga orang agar tetap jauh dari gas tersebut.

Hitung massa helium, $m$, di dalam balon yang diisi dengan 2,500 L helium pada kondisi ruang (He, 4 g/mol). Anggap 1 mol gas menempati 25 L pada kondisi ruang.