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 pendant une longue période. C'est parce que les molécules d'hélium grossissent lorsqu'elles chauffent, donc si vos ballons continuent de chauffer, ils finiront par éclater. Si vous devez laisser des ballons dans une voiture par une journée chaude, il est préférable de les mettre dans le coffre à l'abri de la lumière directe du soleil.
Théorie cinétique de la matière
Toute matière a des atomes et des molécules qui ne cessent 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 s'agrandit, ce qui fait que l'objet se dilate et prend plus de place. (Cependant, la masse de l'objet ne change pas.) 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 espace. (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 à hélium, le matériau du ballon supporte le poids de cette pression. C'est pour cette raison que les artistes de ballons sous-gonflent légèrement les ballons à l'hélium par temps chaud. Si vous déplacez des ballons d'hélium dans un environnement plus frais, vous remarquerez qu'ils rétrécissent un peu parce que c'est le contraire qui se produit: les molécules se contractent et prennent moins de place à l'intérieur du matériau de la des ballons.
Feuille 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) est plus extensible que le papier d'aluminium, mais un ballon en latex finira quand même par éclater lorsque le les molécules d'hélium en expansion l'étirent à sa limite car elles dépassent la pression maximale du latex permet. De plus, les ballons de couleur plus foncée absorberont la chaleur plus rapidement et éclateront donc plus rapidement que les ballons de couleur plus claire.