צריך לקחת בחשבון גם את השפעת הטמפרטורה והמסה היחסית
קודם כל, הליום בהחלט יתערבב באוויר לפני שיעלה בסופו של דבר. אין בפאזה גזית הפרדות פאזות מהסוג שאתה מתאר מכיוון שבשביל זה צריכה להיות אינטראקציה משמעותית בין המולקולות. למעשה האינטראקציה בין מולקולות בפאזה גזית היא קטנה מאוד ובמודלים הפשוטים אף מזניחים אותה לחלוטין עם תוצאות טובות. לכן, באוויר יש 0.00052% הליום (5.2ppm). אנטרופיה הוא כח חזק למדי. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, האנטרופיה הכוללת חייבת תמיד לעלות. לכן, אם תרצה להפריד את ההליום מהאוויר כתוצאה מעילוי - ירידה מקומית באנטרופיה, תצטרך לשלם על כך בעליית האנטרופיה במקום אחר. עכשיו לשאלה הבאה - למה הליום בורח וגזים אחרים לא? האמת שכל הגזים בורחים. יש עליית אנטרופיה בזליגת האטמוספרה לחלל. זו הסיבה שבמאדים האטמוספרה כל כך דלילה (1% מהלחץ על כדור הארץ). אבל יש הבדל במסות בין המולקולות השונות. הליום שוקל 4 גרם למול, חנקן 28 גרם למול, חמצן 32 גרם למול ופחמן דו-חמצני 44 גרם למול. שים לב שההליום הרבה יותר קל מכל השאר ולכן כח העילוי שמופעל עליו גדול בהרבה (לחלופין כח המשיכה מחזיק אותו פחות). לעומתו, חנקן וחמצן שהם שני המרכיבים העיקריים באטמוספרה הם בעלי מסות דומות מאוד ולכן כח המשיכה עליהם דומה וכח העילוי שמופעל על החנקן קטן מאוד. האטמוספרה המקורית של מאדים (וגם של כדור הארץ) הייתה מורכבת בעיקר מחנקן ופחמן דו-חמצני. סיבות שונות, בין היתר המחסור בשדה מגנטי על מאדים (כתוצאה מרוח של חלקיקים טעונים מהשמש) גרמו לגזים לברוח מהר יותר. ואכן, כיום האטמוספרה במאדים מורכבת בעיקר מפחמן דו-חמצני שכבד מהחנקן בערך ב-50%. זה תהליך שלקח מליארדי שנים.
ההליום יעלה מיד למעלה ולא יתערבב באוויר שלידינו. אז מדוע הגזים שמהם מורכב האוויר כן מתערבבים בצורה אחידה ואינם נפרדים זה מזה? תודה מראש.
