Les ballons à l’hélium sont toutes sortes de ballons qui utilisent l’hélium comme gaz principal pour les maintenir en l’air. Les ballons captifs sont ce à quoi la plupart des gens pensent quand ils pensent aux ballons à l’hélium, qui sont les plus petits ballons de la taille d’une fête que les gens attachent à des ficelles pour faire flotter comme ornement.
Les ballons à l’hélium flottent dans l’air parce que le gaz à l’intérieur d’eux est plus léger que l’air à l’extérieur. Lorsqu’un gaz est plus léger qu’un autre, il a tendance à flotter dessus. Vous pouvez penser aux ballons flottant dans les airs comme à une bouteille en plastique pleine d’air dans une flaque d’eau. Comme l’air dans la bouteille est plus léger que l’eau elle-même, elle flotte jusqu’au sommet, même si vous la plongez profondément sous l’eau. De la même manière, les ballons à l’hélium flotteront au sommet de l’air plus lourd. La vitesse à laquelle cette bouteille d’air flotte à la surface de l’eau est déterminée par la différence de leurs densités, ce qui est assez extrême : un litre d’eau pèse 1kg, un litre d’air pèse 1g.
Les ballons à l’hélium ne flottent pas aussi fort que cette bouteille d’air sous l’eau, car la différence de densité entre l’hélium et l’air est un peu plus petite. Un litre d’hélium pèse environ 0.18 g, tandis qu’un litre d’air pèse environ 1.25 g, selon sa composition exacte. C’est une assez petite différence absolue, de sorte que si nous devions remplir notre même bouteille en plastique d’hélium, elle ne flotterait pas dans l’air, car la bouteille elle-même pèserait plus que la différence entre les gaz. Les ballons à l’hélium, cependant, ne pèsent presque rien, car ce sont des morceaux de plastique très fins. Cela signifie que même des ballons assez petits flotteront.
Au fur et à mesure que les ballons à l’hélium grossissent, ils peuvent supporter de plus en plus de poids. Étant donné que leur volume augmente plus rapidement que leur surface, si vous construisez des ballons suffisamment gros, vous pouvez réellement commencer à transporter des personnes et des véhicules. Les zeppelins fonctionnent sur ce principe, mais ils doivent être assez gros pour pouvoir transporter des passagers et compenser le poids accru des peaux et des cadres plus épais qu’ils ont comme ballons. Pour donner une idée de la façon dont la taille l’affecte, un ballon de fête moyen d’un diamètre d’un pied (30 cm) peut supporter environ 14 g de poids. Un énorme ballon, d’un diamètre de six pieds (1.8 m) peut transporter environ sept livres (3.1 kg). Et des ballons vraiment gigantesques, d’un diamètre de 100 m (30 pi) pouvaient transporter plus de 16 tonnes (15,000 XNUMX kg).
Les ballons à l’hélium commencent à recevoir une certaine attention à ces plus grandes tailles, en tant que véhicules possibles pour les voyages aériens à distance. Dans le passé, une certaine attention était portée à ces zeppelins et dirigeables. Malheureusement, certains d’entre eux comptaient sur l’hydrogène gazeux au lieu de l’hélium, car l’hydrogène pèse moins de la moitié du poids de l’hélium, ce qui le rend plus efficace en tant que gaz pour faire flotter une grande quantité de poids. L’inconvénient, cependant, était que l’hydrogène était incroyablement inflammable. Après que l’hydrogène utilisé ait entraîné une catastrophe massive, les gens ont cessé de faire entièrement confiance aux zeppelins, même si l’hélium n’est pas vraiment inflammable du tout.