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C'est bien de prendre des ballons à l'hélium dans un magasin et de les ramener à la maison en voiture, mais ce n'est certainement pas une bonne idée de les laisser longtemps dans une voiture chaude. En effet, les molécules d'hélium grossissent lorsqu'elles se réchauffent. Par conséquent, si vos ballons deviennent de plus en plus chauds, ils finiront par éclater. Si vous devez laisser des ballons dans une voiture par une journée chaude, il est préférable de les placer 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 permet à l’objet de s’étendre et de prendre plus de place. (Cependant, la masse de l'objet ne change pas.) Le contraire 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 occupe moins d'espace. (Encore une fois, la masse ne change pas.) Les solides, les liquides et les gaz augmentent 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 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 porte 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 à l'hélium dans un environnement plus froid, vous remarquerez qu'ils se contractent un peu car c'est l'inverse qui se produit: les molécules se contractent et occupent moins d'espace dans le matériau des ballons.
Feuille vs ballons en latex
Les ballons en feuille 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 ne s'étire pas ou très peu. Le latex (caoutchouc) a plus d’étirement que de papier d'aluminium, mais un ballon en latex finira toujours par éclater lorsque les molécules d'hélium en expansion l'étiront 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.