氦气球在几天后会放气，即使普通的充有空气的乳胶气球可能会在数周内保持其形状。为什么氦气球这么快就失去了气体和升力？答案与氦的性质和气球材料有关。

关键外卖：氦气球

• 氦气球漂浮是因为氦的密度比空气小。
• 氦气球放气是因为氦原子小到足以在气球材料的空间之间滑动。
• 氦气球是聚酯薄膜而不是橡胶，因为聚酯薄膜中分子之间的空间较小，所以气球保持充气的时间更长。

氦与气球中的空气

氦是一种惰性气体，这意味着每个氦原子都有一个完整的价电子壳层。因为氦原子本身是稳定的，所以它们不会与其他原子形成化学键。因此，氦气球充满了许多微小的氦原子。普通气球充满空气，其中大部分是氮气和氧气。单个氮原子和氧原子已经比氦原子大得多，质量也比氦原子大得多，加上这些原子结合在一起形成N2和O2分子。由于氦的质量比空气中的氮和氧小得多，氦气球漂浮在空中。然而，更小的尺寸也解释了为什么氦气球会这么快放气。

氦原子非常微小，原子的随机运动最终让它们通过一个称为扩散的过程找到了通过气球材料的途径。一些氦甚至能通过气球的结找到它的路。

氦和气球都不会完全放气。在某一点上，气球内外的气体压力变得相同，气球达到平衡。气体仍然在气球壁上交换，但气球不再收缩。

为什么氦气球是箔或聚酯薄膜

空气通过规则的乳胶气球缓慢扩散，但乳胶分子之间的间隙足够小，需要很长时间才能有足够的空气泄漏出来，形成真正的物质。如果你把氦气放进乳胶气球里，它会很快扩散出去，你的气球很快就会放气。另外，当你给乳胶气球充气时，你会用气体填充气球，并对气球材料的内表面施加压力。一个半径为5英寸的气球在其表面施加了大约1000磅的力！你可以通过向气球中吹气来给它充气，因为每单位面积的薄膜所受的力并没有那么大。它仍然有足够的压力迫使氦通过气球壁，就像水从纸巾中滴落一样。

因此，氦气球是薄箔或聚酯薄膜，因为这些气球不需要很大的压力就能保持形状，而且分子之间的孔隙更小。

氢与氦

什么东西比氦气球放气快？氢气球。即使氢原子彼此形成化学键成为氢气，每个氢分子仍然比单个氦原子小。这是因为正常的氢原子缺少中子，而每个氦原子有两个中子。

影响氦气球放气速度的因素

你已经知道气球的材质会影响它持有氦的能力。铝箔和聚酯薄膜比乳胶、纸张或其他多孔材料更有效。还有其他因素影响氦气球保持充气和漂浮的时间。

• 气球内部的涂层会影响气球的寿命。一些氦气球经过凝胶处理，有助于将气球内的气体保持更长时间。
• 温度影响气球的寿命。在较高温度下，分子的运动增加，因此扩散速率（和通缩速率）增加。温度升高也会增加气体施加在气球壁上的压力。如果气球是乳胶，它可以膨胀以适应增加的压力，但这也会增加乳胶分子之间的间隙，因此气体可以更快地逸出。箔片气球不能膨胀，因此增加的压力会导致气球破裂。如果气球不爆裂，压力意味着氦原子与气球材料的相互作用更频繁，泄漏速度更快。