ヘリウムを詰めた風船が空中に浮くのはなぜか？

風船が浮く基本的な理由はアルキメデスの原理による浮力で、周囲の空気を置き換えることで働く力が重力より大きくなると上昇します。ヘリウムは分子量が約4で、空気の平均分子量（約29）よりはるかに小さいため同じ体積あたりの質量（密度）が小さく、同体積の空気より軽くなります。したがってヘリウムを入れた風船は周囲の空気より軽くなり浮力を受けて上昇します。