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Hola soy José Luis. Soy alumno de doctorado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte.

Estamos tratando de hacer un estudio comparando el mismo balón a dos pesos diferentes y he pensado que si uno lo inflamos con un tipo de gas más pesado y el otro con un gas más ligero a lo mejor lo podemos conseguir.

El problema es: ¿de qué podemos llenar uno y otro balón para que la diferencia sea de 60g aproximadamente?

Ustedes me pueden dar alguna idea.

Las reglas del futbol dicen que el balón debe tener una circunferencia comprendida entre 68 y 70 cm , y que tendrá una presión equivalente a 0,6 - 1,1 atmósferas (600 - 1100 g/cm²) al nivel del mar.

Por tanto el volumen es aproximadamente 5,6 L (redondeando). Tomando como referencia 1 atm (que entra dentro del rango de presiones) y a 0 ºC (CN) tenemos como gas menos pesado al He con una densidad de 0,2 g/L (descartando al hidrógeno por peligroso) y como más pesado el aire con una densidad de 1,2 g/L.

Para el He la pelota tendría un peso (de gas) de 0,2·5,5 = 1,1 g pero su peso aparente sería de 6,6 (ver lo siguiente) gramos menos debido al empuje.

Para el aire sería de 1,2·5,6 = 6,72 g

Es difícil conseguir una diferencia de peso de 60 g por cambio en el gas. Yo creo que sería más fácil conseguirlo cambiando el emboltorio de la bolsa de latex si es que eso no modifica las pruebas comparativas que se desean hacer.

Dicho de otro modo: ya que lleno de aire pesa éste 6,6 g para que pesara 60 g más con otro elemento la pelota debería pesa 66,6 g y la densidad sería de 66,6/5,6 = 11,89 g/L

No hay ningún gas elemental que tenga esa densidad. No sé si lo habrá de algún compuesto que sea inocuo. Por ejemplo el CO₂ tiene una densidad de 1,977 g/L que daría um peso de 10,64 g

Gases. Teoría cinética (uah.es)

Siento tener que decirte que cambiando el gas con el que se rellena el balon podrias alcanzar una diferencia maxima de unos 10-11 g.

Se calcula sabiendo que el balon debe tener unos 11 cm de radio (norma entre 68 y 70 cm de circunferencia), que equivalen a unos 5,5 L de volumen que a una presion de unas 2 atm. (la norma dice entre 0,6 y 1,1 relativas, o sea por encima de la atmosferica) y dado el peso molecular del aire (que vale unos 28,8 g/mol) supone unos 13 g. a una temperatura de 17ºC.

O sea que lo unico que te podria sugerir es buscar algo que pese mas o menos esa cantidad y que se adhiera  las paredes interiores del balon, meterlo en uno de ellos e hincharlo a continuacion. Luego lo mantienes girando mientras das tiempo a que se seque y , mas o menos chapuza, ya esta.

De todas formas, por lo que he leido, la norma dice que el peso del balon debe tener entre 410 y 450 g de peso. Bien, ahi tienes 40 g de dig.ferencia que, sospecho, va ha ser lo maximo que consigas en condiones razonables.

La presion que da la norma tiene que ser relativa. Cualquier cosa a 0,6 atm absolutas estaria completamente chafado en la superficie de la tierra.