回顾：气球起飞时

气象气球与氦气难题

每天两次，在全球同一时刻，大约 900 个气象站会放飞一个气球。每个气球都携带一个装有仪器的小盒子，也就是无线电探空仪，它会在上升过程中将空气的温度、气压和湿度数据传回地面。你看到的每一份天气预报都用到了这些数据。

气象气球由薄橡胶制成。在地面上，气球里充有约 2,500 L 的气体，形成一个直径约 1.7 m 的球体。随着气球上升，周围的空气变得稀薄，外部气压下降，因此内部气体膨胀，气球也随之鼓起。高空的温度也很低，会让气体稍微收缩，但气压下降的影响要大得多。在离地约 30 km 的高空，气球会膨胀到直径六七米，橡胶破裂，随后无线电探空仪会在小降落伞的作用下落回地面。

同样的氦气，在地面和高空：外部碰撞减少，所以气球会鼓起来

气球内的气体必须比空气轻。氢气是最轻的气体，而且价格低廉：有些气象站用电分解水，现场制取氢气，2H₂O → 2H₂ + O₂。但氢气易燃，若在火花附近发生泄漏，就可能引发火灾。因此，大多数气象站使用氦气，这是一种完全不发生反应的惰性气体。

氦气也有自己的难题。地球上的氦气是在数百万年间，由岩石中的铀和钍发生 α 衰变而缓慢生成的，人们从天然气井中采集氦气。氦气一旦释放到空气中，就会向上升，而且它非常轻，会慢慢逸散到太空中。医院需要用氦气冷却 MRI 扫描仪的磁体。在氦气短缺的年份，氦气价格大幅上涨。几个国家的气象部门已经改用氢气进行部分气球放飞，并使用自动放飞装置，让工作人员远离气体。

计算一个充有 2,500 L 氦气的气球中氦气的质量 $m$，条件为室温和常压（He，4 g/mol）。假设室温和常压下 1 mol 气体占据 25 L。