Pourquoi le ballon gonflé à l'hélium vole-t'il ?
Dans les mariages ou les événements festifs, le lâcher de ballons est parfois une étape incontournable. Les invités se prêtent à cœur joie à ce moment jovial. Vous vous êtes certainement déjà demandé comment et pourquoi ces ballons volent aussi haut ? Il y a bien une explication à cela.
Qu’est-ce que l’hélium ?
Les ballons de baudruche que vous voyez s’envoler pendant des fêtes sont des ballons gonflés à l’hélium. L’hélium est un gaz très léger constitué d’atomes d’hélium. Son principal avantage est qu’il a une faible densité par rapport à l’air.
Mais aussi, ce gaz ne brûle pas, il ne risque donc pas d’exploser en plein air contrairement à l'hydrogène par exemple.
L’hélium est également un gaz rare et non nocif. On le retrouve à l’état naturel dans l’air que nous respirons sans que nous en ayons conscience.
À ce propos, plusieurs gisements d’hélium sont exploités à travers la planète. Il est même utilisé par les plongeurs afin de respirer sous l’eau. En revanche, il n’est pas constitué d’oxygène et ne peut remplacer celui-ci. Dans ce cas, l’hélium est combiné avec de l’oxygène pour respirer sans crainte dans les grandes profondeurs. Bien que l’hélium ne soit pas nocif, il est tout de même important de prendre des dispositions de sécurité, car il est possible que le gaz puisse asphyxier.
La densité de l’hélium par rapport à l’air
Sans entrer en détail dans les cours de Chimie, il faut d’abord comprendre que l’air est plus dense que l’hélium. C’est-à-dire qu’elle est plus lourde que le gaz. Si vous gonflez donc deux ballons de baudruche dont l’un avec du gaz et l’autre avec de l’hélium, celui rempli d’air ne risque pas de s’envoler bien loin. Au contraire, il reste stagne à une certaine hauteur et risque même de tomber en chute libre.
En revanche, le ballon rempli d’hélium peut monter très haut et s’envoler même à des kilomètres. Il faut savoir que l’hélium contient une toute petite molécule qui a la particularité de traverser toutes les matières. Au fur et à mesure que le ballon s’envole, il lâche du gaz. L’hélium traverse la paroi progressivement. Voilà pourquoi les ballons de baudruche gonflés à l’hélium ne s’envolent pas éternellement.
La poussée d’Archimède
Si les ballons de baudruche gonflés à l’hélium volent aussi haut, c’est surtout grâce à la poussée d’Archimède. Pour rappel, la poussée d’Archimède est celle qui fait qu’un objet flotte ou coule dans l’eau. Selon le principe de cette poussée, tout corps plongé dans un fluide, qu’il soit gaz ou liquide, reçoit une poussée verticale dirigée vers le haut. C’est le cas d’un bateau qui flotte sur l’eau sans couler et c'est cette même poussée que l'on peut ressentir en plongeant dans sa baignoire. On peut donc dire que c’est ce que subit le ballon lorsqu’il monte dans les airs.
Mais comment cela peut être possible si le ballon n’est pas immergé dans l’eau, mais dans l’air ? Sachez que le principe peut également être appliqué dans l’atmosphère et dans tous les fluides en général. Grâce à la pression, l’air possède une force qui peut pousser un objet vers le haut. Mais pour que cela puisse se faire, il faut quelque chose dont le volume est plus léger que l’air. En effet, il faut comprendre que l’air ne pourra jamais pousser un objet d’égal ou supérieur à son poids en hauteur. Voilà pourquoi on utilise de l’hélium parce que ce gaz est très léger.
Combien de temps le ballon restera dans les airs ?
Compte tenu du fait que l’hélium possède des molécules qui traversent la paroi du ballon, celui-ci peut donc, pendant le vol, perde en volume. Plus cela se fait, plus le ballon de baudruche se remplit d’air et deviendra donc plus lourd. Au fur et à mesure, il perd donc de sa superbe en se flétrissant. Le ballon peut cependant rester dans les airs pendant plus de 10 heures.
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