撰文 / 徐海 楊敏 楚婉苓
氣球不僅是孩子們非常喜歡的一種玩具，也是非常受歡迎的裝飾品。在許多國家，氣球會被用作慶祝時的點綴。每當節日來臨，街道上、學校里、商場裡都可以看到不同顏色的氣球，一些開幕儀式上，人們還會刺破氣球來記錄和慶祝那個重要時刻。
氣球就是這樣，歡樂、浪漫，喜慶、祥和，總之都是甜甜的「味道」，越來越得到人們的青睞！氣球裡面到底是什麼氣兒？它為什麼會因「發脾氣」而爆炸？有沒有不能被扎破的氣球？
氣球的誕生
1772年冬，法國里昂的蒙哥菲爾兄弟正坐在壁爐前烤火，只見一股濃煙向爐頂衝上去，哥哥看見後心裡突然產生了一個有趣的念頭：要是做個口袋，把煙裝進去，不就可以讓口袋飛起來了嗎？於是兄弟倆找來綢布，縫成一個口袋，再用口袋收集煙，紮上口，口袋真的升起來了——這便是人類最早出現的氣球。
後來，蒙哥菲爾兄弟經過10年的努力，終於在1783年把一個巨大的熱空氣球送上了天空。
中國最早的熱氣球——天燈
熱氣球在中國已有悠久的歷史。公元2～3世紀時，中國人就發明了最早的熱氣球——天燈（也稱孔明燈，相傳為三國時期諸葛亮的發明），主要用來傳遞軍事信號。英國學者李約瑟在其著作中也指出，公元1241年蒙古人曾經在李格尼茲（Liegnitz）戰役中使用過龍形天燈傳遞信號。
熱氣球，是一個比空氣輕，上半部橢圓，下半部吊著籃子的飛行器，下面的吊籃用來攜帶乘客和熱源（大多是明火）。熱氣球利用加熱的空氣或某些氣體（比如氫氣或氦氣）的密度低於氣球外的空氣密度產生的浮力來升空。
熱氣球的高度通常要達到十幾千米，那它是如何飛起來的呢？原來，熱氣球的唯一飛行動力是風。對於環球飛行的熱氣球來說，必須選擇速度和方向都合適的高空氣流，並隨之運動，才能高效地完成飛行。就像遠途旅行需要轉機一樣，熱氣球也需要搭乘不同的氣流，只不過在「換氣流」時需要飛行員及時調整高度。
我是氫氣球，你是氦氣球
長期以來，氣球都是小孩子鍾愛的玩具之一，但通常乳膠氣球容易爆破，而且氣體保持時間也比較短。所以，人們一直想研製一種能較長時間保持氣體不漏氣的氣球。終於，在20世紀70年代末，人們找到了鋁膜這種材料，用它製成的氣球能夠較長時間保持不漏氣。但無論是乳膠氣球亦或是鋁膜氣球，當它們充了氫氣和氦氣後，從外表上都看不出來，因為它們都能達到一樣的效果。那麼，我們到底應該選擇哪種氣體作為充鋁膜氣球的氣體呢？
先來看看氫氣。氫氣是世界上最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，標準狀態下，1升氫氣的質量是0.0899克。世界上第一個氫氣球誕生於1780年，當時法國化學家布拉克把氫氣灌入豬膀胱中，製得了世界上第一個氫氣球。當前，較小的氫氣球多用於兒童玩具或喜慶之日放飛，較大的氫氣球則用於飄浮廣告條幅，也叫空飄氫氣球，而氣象上用氫氣球探測高空，軍事上用氫氣球架設通信天線或發放傳單。
但是，氫氣球升到空中容易爆炸。這是因為氫氣的密度比空氣要小，而到了高空，空氣更為稀薄，氣球內外部的壓力差別更大，氣球會逐漸膨脹以至爆炸。同時，因為高空氣溫降低，也會促使氣球爆炸，前者是主要原因，後者是次要原因。另外，氫氣還是一種易燃、易爆氣體，很小的一點能量，就有可能引發爆炸，所以，人們已經不用氫氣球了。
從環保角度來說，氫氣球破裂後的殘片會隨機飄散，有可能會被野生動物誤食，進而導致消化系統、呼吸系統的梗阻（曾看過一個短片，講的是大海中的海龜因誤食塑膠袋而引起死亡）。這也是現在氫氣球被人們「拋棄」的原因之一。
再來看氦氣。氦氣是除氫氣以外密度最小的氣體，1升氦氣的質量是0.17847克，所以當我們把氦氣充入鋁膜氣球里時也能達到飄浮的效果。又因為氦氣是惰性氣體，通常條件下不與其他元素和化合物產生化學反應，所以用來填充氣球不會產生任何危險，因此氦氣球一般會作為廣告氣球及生日派對氣球，給大家營造歡快、祥和的氣氛。
其實，這兩種氣球就是因為填充的氣體不同而得名的。如果你給鋁膜氣球充的是氦氣，那它就是氦氣球，如果裡面是氫氣，那就叫氫氣球。
氣球可以扎不破？
扎氣球的遊戲我們每個人都玩過，但有的氣球一紮就破，有的氣球卻不會一紮就破，這是什麼原因呢？
氣球是可以不被扎破的
如果你再細細觀察，就會發現當用針或竹籤扎吹起來的氣球頂部時，氣球是不會破的。原來，當我們開始吹氣球時，氣球內部的壓力會越來越大，同時組成氣球的橡膠分子會因為壓力變大而被拉伸。這時，如果有外來物扎了氣球一下，氣球被扎的那一點所受到的壓力就會驟然增大，然而單個橡膠分子可以承受的力度是有極限的，一旦超過這個極限，這個受力的橡膠分子會將這個力分散給周圍其他的橡膠分子，當這些分子都承受不住的時候，氣球就會「砰」的一聲爆炸了。但是當我們從頂端或底部扎入時，這些區域因為聚集了大量沒有延伸開的橡膠分子，所以使得這個區域非常有彈性，當外力作用於這些區域，會有很大的緩衝空間，不會引爆氣球。雖然這樣做氣球不會爆炸，但是氣球還是會慢慢漏氣。不過，如果異物一直保持著插入狀態的話，那氣球也同樣會保持密閉的狀態。
與浪漫相伴的氣球
小時候，氣球是我們的玩具，在呼出的氣體的控制下充滿、縮小，從手中跳躍到空中，再跳躍到同伴的手裡；上學後，氣球是對我們極具吸引力的未知氣體，是涉及到密度等概念的名詞；後來呢，氣球是告白時送出的深藏心底的話語，是婚禮上成片成簇的浪漫背景，也是幸福生活的美好見證。
本文來自《知識就是力量》雜誌，原標題《氣球里的秘密》，作者徐海、楊敏、楚婉苓，有刪改，原創作品轉載請註明來源。