Por que balões de hélio flutuam no céu?

KohakuSolte um balão de hélio e ele sobe suavemente. O que será que o levanta?

A resposta em 30 segundos

A resposta está no ar ao redor. Deixe-me explicar em 30 segundos.

Um balão de hélio flutua porque o balão inteiro, incluindo o peso da borracha, é mais leve que o mesmo volume de ar. O ar empurra com mais força embaixo, então o balão recebe um empurrão para cima (empuxo) igual ao peso do ar que ele desloca. Esse empurrão é maior que o peso do balão, por isso, quando você solta, ele sobe.

Balões coloridos amarrados com barbantes, flutuando contra um céu azul — Quando o fio de um balão de hélio fica esticado, é sinal de que ainda sobra uma força para cima.Foto: Fayez Closed Account. / CC BY 2.0 / Wikimedia Commons

O ar também tem peso

Você não pode ver, mas o ar também tem peso. O peso de algo para o seu tamanho é chamado de "densidade". Uma pedra tem densidade maior que o isopor, por isso, se você os misturar, a pedra afunda. No ar acontece o mesmo: o hélio é um gás com densidade menor que a do ar.

Empuxo: um empurrão de baixo para cima

A força com que o ar empurra (pressão do ar) é maior perto do chão. Por isso, a parte de baixo do balão é empurrada um pouco mais forte que a parte de cima, e o balão sente uma força para cima no total. Isso se chama "empuxo". Acredita-se que o empuxo é igual ao peso do ar que o balão desloca (princípio de Arquimedes).

Quanto 1 litro é mais leve?

Uma explicação da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, calcula que a 1 atmosfera e cerca de 27℃, 1 litro de ar pesa cerca de 1,18 g, e 1 litro de hélio cerca de 0,164 g. Um balão de hélio de 1 litro consegue levantar até essa diferença, cerca de 1,02 g, mas isso inclui o peso da borracha do balão.

Figura: Comparando o peso de 1 litro de ar e de hélio

Os números são valores calculados a partir de uma explicação da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara.

KohakuApenas cerca de 1,02 g de diferença por litro, e isso ainda inclui a borracha. Não é surpreendente?

O balão inteiro decide

Ou seja, o que decide se o balão flutua não é só o hélio, mas o balão inteiro, incluindo a borracha. Um balão cheio de ar comum é mais pesado que o ar que ele desloca por causa do peso da borracha, então cai no chão. Quando o fio de um balão de hélio fica esticado, é sinal de que o empuxo é maior que o peso do balão e ainda sobra uma força para cima.

Quer saber mais?

Pesquisadores às vezes prendem instrumentos em balões de hélio para estudar o ar lá no alto do céu.
O hidrogênio é um gás ainda mais leve que o hélio, mas, como pega fogo facilmente, é considerado perigoso demais para dirigíveis que transportam pessoas.
Os balões de ar quente funcionam do mesmo jeito. Aquecer o ar lá dentro deixa menos partículas de ar no balão, então ele fica mais leve que o ar frio ao redor e flutua.

KohakuQuando o balão inteiro, com borracha e tudo, fica mais leve que o ar que ele desloca, o empuxo vence e ele flutua.

Quiz rápido: teste-se

Por que um balão de hélio flutua?

Mostrar a resposta

O balão inteiro é mais leve que o ar
O hélio é puxado para o céu
A borracha empurra o ar para longe

O balão inteiro é mais leve que o ar O balão inteiro, incluindo a borracha, é mais leve que a mesma quantidade de ar, então o empurrão para cima igual ao peso do ar que ele desloca (empuxo) o faz subir.

Fontes

Helium-filled balloon (36.39)UC Santa Barbara, Physics Lecture Demonstrations
Floating in Air?University of Illinois Urbana-Champaign, Physics Van
Balloons (How Things Work lecture notes, 4.1)University of Maryland, Department of Physics

Este artigo foi escrito após verificar as fontes acima em 2026-10-03. As explicações podem mudar conforme a pesquisa avança. Os créditos das fotos são mostrados abaixo de cada foto.