C'est bien de ramasser des ballons à l'hélium dans un magasin et de les ramener à la maison dans votre voiture, mais ce n'est certainement pas une bonne idée de les laisser dans une voiture chaude pour un long moment. C'est parce que les molécules d'hélium grossissent lorsqu'elles chauffent, donc si vos ballons continuent à chauffer, ils finiront par éclater. Si vous avez besoin de laisser des ballons dans une voiture par une chaude journée, il est préférable de les placer dans le coffre à l'abri de la lumière directe du soleil.
Théorie cinétique de la matière
Toute la matière a des atomes et des molécules qui ne arrête de bouger. Lorsque vous ajoutez de la chaleur à une substance, les molécules et les atomes se déplacent encore plus rapidement. Mais lorsque les atomes se déplacent plus rapidement, l'espace entre eux devient plus grand, ce qui fait que l'objet se dilate et occupe plus d'espace. (La masse de l'objet ne change pas, cependant.) L'inverse se produit lorsque la chaleur quitte une substance: les molécules se déplacent plus lentement et les atomes se rapprochent les uns des autres, ce qui fait que l'objet se contracte et prend moins de place. (Encore une fois, la masse ne change pas.) Les solides, les liquides et les gaz se dilatent tous lorsque vous ajoutez de la chaleur, mais de différentes manières.
Hélium et chaleur
Comme toutes les substances, les molécules d'hélium se dilatent lorsque vous les chauffez. Ils sont déjà moins denses que l'air (c'est pourquoi les ballons à l'hélium flottent dans l'air), et la chaleur les rend encore plus denses. L'hélium est un gaz et, comme tous les gaz, ses molécules se déplacent dans toutes les directions. Lorsque les molécules de gaz volent dans différentes directions, elles entrent en collision avec d'autres objets et créent une pression. Dans un ballon d'hélium, le matériau du ballon supporte le plus gros de cette pression. C'est pour cette raison que les artistes montgolfières sous-gonflent légèrement les ballons à l'hélium par temps chaud. Si vous déplacez des ballons d'hélium dans un environnement plus frais, vous les remarquerez rétrécir un peu parce que le contraire se produit: les molécules se contractent et prennent moins de place à l'intérieur du matériau des ballons.
Foil vs Ballons en latex
Les ballons en aluminium et les ballons en latex ont des propriétés différentes, mais l'hélium se dilate à l'intérieur d'un ballon quel que soit son matériau. Les ballons en aluminium ont un volume fixe, ce qui signifie que le matériau est très peu ou pas extensible. Le latex (caoutchouc) a plus d'élasticité que le papier d'aluminium, mais un ballon en latex finira toujours par éclater lorsque les molécules d'hélium en expansion l'étireront à sa limite car elles dépassent la pression maximale autorisée par le latex. De plus, les ballons de couleur plus foncée absorberont la chaleur plus rapidement et par conséquent éclateront plus rapidement que les ballons de couleur plus claire.
