Os balões de hélio funcionam segundo o princípio da flutuabilidade, que afirma que um objeto imerso em um fluido (líquido ou gás) experimenta uma força ascendente igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. No caso de um balão de hélio, o gás hélio dentro do balão é menos denso que o ar circundante, fazendo com que o balão suba.
Aqui está uma explicação passo a passo de como funcionam os balões de hélio:
1. Enchendo o balão com hélio: - O gás hélio é obtido a partir de reservas de gás natural ou por extração da atmosfera.
- O gás hélio é então comprimido em tanques para fácil transporte e armazenamento.
- Para encher um balão, o tanque de hélio é conectado ao pescoço do balão e o gás hélio é liberado no balão.
2. Flutuabilidade e densidade: - O gás hélio tem uma densidade muito baixa em comparação com o ar. À temperatura e pressão ambientes, a densidade do hélio é de aproximadamente 0,1786 gramas por litro, enquanto a densidade do ar é de cerca de 1,29 gramas por litro.
- Devido a esta diferença de densidades, o balão cheio de hélio desloca um volume de ar maior que o seu peso. Isso cria uma força de empuxo ascendente que neutraliza o peso do balão e permite que ele suba.
3. Princípio de Arquimedes: - A força de empuxo experimentada pelo balão é explicada pelo princípio de Arquimedes, que afirma que a força de empuxo para cima sobre um objeto em um fluido é igual ao peso do fluido deslocado por esse objeto.
- No caso do balão de hélio, o peso do ar deslocado é maior que o peso do hélio dentro do balão, criando a força resultante ascendente que levanta o balão.
4. Subida de balão: - À medida que o balão sobe, a pressão do ar ao seu redor diminui, fazendo com que o gás hélio em seu interior se expanda. Esta expansão aumenta ainda mais a força de empuxo, permitindo que o balão continue subindo até atingir um equilíbrio onde a força de empuxo corresponda ao peso do balão e ao ar circundante.
É importante observar que, embora os balões de hélio possam flutuar, eles eventualmente atingem a altitude máxima e começam a descer devido a fatores como mudanças de temperatura e difusão do hélio através do material do balão.
