風船が浮かぶのはなぜなのか〜中身がヘリウムガスの理由は？

イベント会場などに行くと風船が浮いていることがよくあると思います。

この記事では

風船が浮いているのは見たことがあるし、ヘリウムガスが中に入っているから浮いているんでしょ？でも、どういう原理で浮いているのかは分からないな…

という方のために風船が浮かぶ仕組みについて詳しく説明していきます。

風船が上に上がる理由は大気圧による浮力のせい

私たちは普段意識することがないかもしれませんが

地球の表面は空気に覆われていて、その空気も物質なので重さがあります。

つまり私たちは上空に存在する空気によって常に圧力を受け続けているのです。

このように、空気の重さによって生じる圧力のことを大気圧といいます。

そして、風船の上側と下側では標高が異なるので受ける大気圧も異なります。

下側の方が圧力が高いので風船は下から上に力を受けます。この力を浮力というのです。

風船はこの大気圧によって生じた浮力を使って浮いているんです。

ヘリウムガスの重さは浮力と釣り合わない

風船が浮力で浮いているのならなぜ中身はヘリウムガスでなければいけないのか

それは、風船の中に入れる気体は浮力より軽くなければ浮かないからです。

風船の中身が空気の時には浮力と中身の空気の重さが釣り合うので浮かびません

浮力の大きさ=除外された物体の体積の重さ　なので

風船の中身がヘリウムガスの場合空気よりもヘリウムガスの方が軽いので浮力のほうが大きいことになります。

空気より軽ければ何でも浮く

前述の通り浮力よりも力が小さいものが風船の中身に入っていれば浮きます

つまり、空気よりも軽ければ中身は何でもいいということになります。

実際に昔は風船の中にヘリウムガスではなく水素を入れていました

水素は空気よりもずっと軽いので風船の中身でも浮かせる為には問題ない訳です

しかし風船の中身の水素に火が引火し爆発する事故が多発したため現在では主にヘリウムガスが使われています。

〜まとめ〜

風船が浮いている理由は大気圧による浮力で中身がヘリウムガスなのは空気より軽いからという事が分かりました

もし風船をもらう事があったら手を離さないようにしないといけないですね

皆さんも風船の取り扱いにはご注意ください！それではまたね〜