Un ballon à air chaud peut sembler très différent d'un ballon d'hélium, mais le principe derrière la façon dont les deux types de ballons fonctionnent est le même. Tout dépend de la flottabilité et de la relation entre la flottabilité et les objets flottants.

Pourquoi l'hélium fait-il flotter les choses

La loi de la flottabilité, aussi connue sous le nom de principe d'Archimède, veut que tout corps en partie submergée dans un fluide (un gaz ou un liquide) au repos est sollicitée par une force ascendante ou flottante dont l'amplitude est égale au poids du fluide déplacé par le corps. Si vous appliquez ceci à un ballon d'hélium, le ballon est "immergé" dans l'air (un mélange de gaz). Le ballon déplace une quantité d'air. A condition que l'air déplacé soit plus lourd que le poids de l'hélium (plus le matériau du ballonnet), le ballon flottera dans l'air. D'autre part, si vous inhalez un peu d'hélium, vous ne flotterez pas comme un ballon, car aucune quantité d'hélium ne peut vous rendre plus léger que l'air autour de vous.

Faire un ballon flottant sans hélium

Ce n'est peut-être pas une option pour les décorations de fête, mais une autre façon de faire flotter un ballon est avec de l'air chaud. Un ballon à air chaud se compose d'un grand sac, connu comme une enveloppe, avec un panier en osier qui pend dessous. Un brûleur extrêmement puissant dans le panier chauffe l'air à l'intérieur de l'enveloppe à travers un espace. Encore une fois, le principe de flottabilité s'applique. Pour que le ballon à air chaud flotte, le poids du ballon et de l'air à l'intérieur doit être inférieur au poids de l'air ambiant déplacé. L'air chaud à l'intérieur du ballon est plus léger que l'air qui entoure le ballon, car lorsque le gaz devient chaud, il se dilate, dispersant ses molécules individuelles et les rendant moins densément concentré. L'air plus dense à l'extérieur du ballon le fait flotter et le fait flotter.

Quand un ballon à air chaud doit être ramené au sol, l'air à l'intérieur est refroidi, rapprochant les molécules d'air. Plus les molécules sont concentrées, plus l'air intérieur devient lourd, jusqu'à ce qu'il pèse plus que l'air extérieur et redescende.

Problèmes avec l'hélium

Les craintes d'une pénurie mondiale d'hélium ont été circulant pendant des années, avec des implications beaucoup plus graves que le manque de ballons de fête. L'hélium est utilisé dans la médecine et la fabrication dans un large éventail de machines et d'activités industrielles, en raison de sa stabilité et du fait qu'il ne réagit pas facilement avec d'autres produits chimiques. Les bonnes nouvelles sont que les chercheurs ont suivi et localisé un champ de gaz d'hélium en Tanzanie en 2016, et ils espèrent en trouver plus.