¿A qué se debe que los globos de helio se desinflen rápidamente?

La razón la tienes a nivel atómico.
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Ciertamente, los globos inflados con helio se deshinchan de forma rápida y en menos de 24 horas su aspecto es bastante fláccido. No se trata de ningún timo por parte del vendedor, sino de un fenómeno físico. Además de muy ligero, el helio es un gas monoatómico, es decir, que todas sus partículas se componen de un átomo sencillo. Es por esta razón por la que el helio está hecho con las partículas gaseosas más diminutas que se pueden concebir. Efectivamente, sus átomos poseen un diámetro de 0,1 nanómetro (0,00000 0001 cm), lo que les permite incluso difundirse a través de películas de metal. Los globos están fabricados con materiales viscoelásticos, cuya estructura atómica recuerda a un plato de espaguetis lleno de microporosidades. Cuando el balón se hincha, los átomos de helio escapan con más facilidad a través de ellas.

Globos de helio. Créditos: Pool - Pool

Además de la rápida desinflación de los globos inflados con helio, es importante destacar que este fenómeno también se debe a la diferencia en el tamaño de las moléculas de helio en comparación con las del aire atmosférico. Mientras que el helio consiste en átomos individuales, el aire está compuesto principalmente por moléculas de nitrógeno y oxígeno que son significativamente más grandes y pesadas. Esta diferencia de tamaño molecular permite que las moléculas de helio se escapen más fácilmente a través de las microfisuras presentes en la estructura de los globos, contribuyendo así a su desinflado rápido. 

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