Почему гелиевые шары сдуваются и падают?

В обычных условиях, вес литра гелия - 0,178 г, а воздух, объемом 1 литр, весит 1,293 г. Значит, шар, наполненный гелием, имеет вес меньше, чем его объем, это соотношение - 1 к 7. Воздух снаружи давит на шар и выталкивает его выше и выше. Когда шар поднимается на определенную высоту, воздух перестает так сильно давить. Таким образом, воздух выталкивает шар, наполненный гелием, именно вверх. Подобно деревяшке, брошенной в воду, шар с гелием «всплывает» вверх.

Подъемная сила, согласно закону Архимеда, - это давление внешней среды на объект, в нашем случае – гелиевый шар.

Свойство летучести, присущее гелиевому шару, обеспечивает отличное действие подъемной силы по закону Архимеда. Объем шара также влияет на его «летучесть» - чем он больше, тем сильнее возрастает подъемная сила.

К примеру, в обычных условиях, в один простой шарик размером 12", надутый до требуемого размера, гелия входит примерно 11 литров. Сила Архимеда, выталкивающая шар, будет 12,3 грамма , рассчитывается по формуле - 11 х (1,293 – 0,178). Сам шар весит всего 2 г. Сила подъема превосходит его вес, и шарик взлетает. Кроме того, он сможет поднять 10 гр. груза.

В целях сокращения расхода гелия, шары заполняют гелием, смешанным с воздухом. Возьмем и, надуем шар 12" смесью, содержащей 60% гелия, а также 40% воздуха. Надутый шар вберет в себя 6,6 лит. гелия, и 4,4 лит. воздуха. Архимедова сила, поднимающая шар, будет примерно 7,4 г, вычисляется так: 6,6 х (1,293 - 0,178 ). Сам шарик будет весить 2 г, воздух, заполнивший шар, - 5,6 г или 1,293 х 4,4. В результате, гелиево-воздушная смесь, заполняющая шар легче, чем объем воздуха, который занимает, лишь на 1,8 г.

В работе, шары 12" лучше пользоваться смесью следующего состава: 80% гелия и 20% воздуха. Уменьшать процент гелия в составе смеси до 60% можно, работая с шарами размером 14" или больше. Чтобы смешать гелий с воздухом пользуются специальными насадки для баллонов. Порядок надувания шаров гелиево-воздушной смесью также отличается от обычного способа.

P.S. Ответить на вопрос почему "почему гелевые шары сдуваются и падают" нам помог сайт https://aerodesigne.ru