Kun jokainen gramma on tärkeä, on järkevää pumpata renkaat ilmaa kevyemmällä kaasulla. Vai onko?
Vuonna 1972 Eddy Merckx halusi renkaansa täytettäväksi ilmaa kevyemmällä kaasulla Hour Record -yritykseensä. Hänen runkorakentajansa Ernesto Colnago ei saanut h altuun heliumia, joten Eddyn täytyi olla ilman, mutta se ei estänyt häntä tekemästä uutta ennätystä rungossa, johon oli jo porattu tarpeeksi reikiä hämmentämään sveitsiläistä hiiriä.
Mutta mitä eroa sillä olisi ollut? Kuinka paljon painoa säästyisi? Saadaksemme vastauksia meidän on oltava tieteellisiä, joten riisu liikuntasi ja aurinkolasit ja pue päällesi laboratoriotakki ja suojalasit.
Oletetaan, että käytät 700c:n renkaita 25 mm:n renkailla. Jokaisen tilavuus on sävyä alle litran. Pysyäksemme kemistien sopimien standardien mukaisina kaikkialla (paitsi Yhdysvalloissa, heidän itselleen parhaiten tunnetuista syistä) oletamme myös, että ajat meren rannalla, joten ilmanpaine on yksi vakioilmakehä ja on viileää., melkein jäätymispiste.
Kaikki muuttujat on nyt korjattu, joten lasketaan summat samalla kun pyörimme.
Jos renkaissasi olisi alipaine samaan ilmanpaineeseen, joka on noin 14,5 psi, kunkin ilma painaisi 1,24 grammaa – melkein 2,5 g parilla.
Olet kuitenkin järkevä ja pidä ne 100 psi:ssä, kun olet puristanut sisään lähes seitsemän kertaa enemmän molekyylejä. Siinä tapauksessa yhden renkaan ilma painaa 8,56 g – yli 17 g parilla.
Sitten katastrofi iskee. Sinä puhkaisit – uskoisitko sen? – edessä ja takana samanaikaisesti. Tiedemiehenä olet valmistautunut ja sinulla on varaputkia, mutta pumpun kahva napsahtaa.
Onneksi ohikulkeva ilmapallomyyjä, joka on vaikuttunut valkoisesta takkistasi ja suojalaseistasi, myy sinulle heliumia normaalihinnalla 1,58 puntaa litr alta.
Ruiskutat sen sisään rikkinäisen pumpun liittimen kautta, tarkistat yliluonnollisen herkillä peukaloillasi, että ne saavuttavat täsmälleen 100 psi:n, ja lähdet tyytyväisenä hyvin tehtyyn työhön.
Huomaat eron heti, ja vetoketju sulkeutuu paljon nopeammin. Kummankin renkaan kaasu painaa nyt vain 1,18 g. Koko pyöräsi ja hyvä itsesi ovat lähes 15 g kevyempiä heliumin ansiosta.
Se on kolmen pinnan painoa vastaava säästö.
Valitettavasti iloasi hillitsee toinen kaksinkertainen lävistys. Uskomatonta, että kokeellisen polttokennoauton keksijä vetäytyy ja ohjaa vetyä säiliöstään kahteen uuteen putkeen, jotka olet liukastunut renkaihisi.
Maksat hänelle 63 p/litra, poljet pois ja kiihdytät vielä nopeammin kuin ennen, koska kunkin renkaan kaasu on mitättömät 0,59 g.
Ilmaan verrattuna pyöräsi on nyt lähes 16 g kevyempi, kun renkaissa on vetyä – pääset kyytiin neljällä pinnalla.
Nopeasti laskussa
Seostemattomaksi iloksesi Hackney CC:n jäsen liittyy sinuun ja ajaa rinnallasi ja antaa leveän makuupaikan, jotta räpyttelevä laboratoriotakkisi ei jumiudu hänen pyöriinsä.
Se on Andrea Sella, kemian professori University College Londonista. Hän huomaa ylimääräisen nopeuskäänteesi, joten alat luonnollisesti kaasuttaa.
‘Yksi kohtaamistasi haasteista on se, että heliumin ja vedyn hiukkaset ovat niin paljon pienempiä kuin ilmamolekyylit, että ne voivat kiemurrella niitä sisältävien materiaalien läpi.
'Ja ne liikkuvat paljon nopeammin, jotta he voivat tehdä sen nopeasti – minkä vuoksi heliumilla täytetyt ilmapallot tyhjenevät nopeasti, sanoo prof.
Sillä hetkellä sivutuuli puh altaa sinut kouruun, jossa melkein ennustettavasti ajat lasinpalan ja hehkuvan tupakantumpun yli.
Eturenkaan väistämätön puhkeaminen vapauttaa vetyä, ja koska tiedät maailmankaikkeuden kevyimmän ja runsaimman alkuaineen dramaattisen syttyvyyden, pelkäät Hindenburgin mittasuhteita.
Sella kuitenkin vain kohauttaa olkapäitään häiriintymättä. "Vety hajoaa nopeasti, joten se ei todennäköisesti syttyy tuleen ja palaa", hän sanoo. "Jotta tämä tapahtuisi, tarvitset luultavasti vedyllä täytetyn pelotonin renkaita suljetussa pyörävarastossa ja puhjeta kaikki kerralla."
Kun lainaat hänen pumppuaan laittaaksesi ilmaa uuteen putkeen, jonka hän on ystävällisesti antanut sinulle, hän sanoo, että jos olet huolissasi, sinun tulee käyttää heliumia, koska se on täysin inerttiä, vaikkakin kaksi kertaa vetyä raskaampaa.
Ennen kuin voit selittää, että olet jo kokeillut heliumia, hän ottaa puhelun National Physical Laboratoryn johtav alta tutkij alta tohtori Michael de Podest alta, joka huomauttaa toisen heliumin haitan.
’Se on vähemmän kokoonpuristuva, joten se antaa kovempaa ajoa, hän sanoo. "Vedy on pehmeämpää." Olet nyt iloinen, että eturenkaassa on taas ilmaa, koska se reagoi vielä paremmin epätasaiseen tienpintaan.
Jos sinulla on niin paljon sulatettavaa tietoa, pysähdyt lämpimään kahvilaan ja istut papulautasen paahtoleivän ääreen ja huomaat jakavasi pöydän National Physical Labin emeritustiedustajan Gordon Edwardsin kanssa.
Hän huomauttaa, että mikä tahansa paino, joka säästyy vanteella, joko kevyemmällä kaasulla tai ohuemmilla renkailla, on kaksi kertaa tehokkaampi kuin muualla pyörässä tai pyöräilijässä.
‘Se nopeuttaa kiihdyttämistä ja alamäkeen vapaata kulkua, hän sanoo.
Nolottaa, että vatsasi kurisee, mikä saa sinut kysymään kaasun liikkeestä renkaan sisällä. "Kun aloitat, se ei pyöri, mutta kitka renkaan kanssa vetää sen nopeasti samaan nopeuteen", Edwards sanoo.
'Ilma on viskoosimpaa kuin helium ja vety, joten oletettavasti se kestää pisimpään, mutta luulen, että kummankin kohdalla tasapainoon kuluva aika on muutaman sekunnin luokkaa.”
Toinen pyöräilijä nojaa poikki, pyytää anteeksi keskeytystä ja lisää: Kun alat liikkua eteenpäin, kaikki renkaan sisällä oleva kaasu kohdistaa enemmän painetta renkaan takaosaan kuin etuosaan. Tilanne kääntyy päinvastaiseksi, kun hidastat, hän sanoo.
Hänen paidan logossa lukee, että hän on tohtori Richard Martineau, Idaho National Labin ydintieteen ja -teknologian johtaja, joten älä väitä.
Kahvilan omistaja kysyy Edwardsilta ja Martineaulta, häiritsetkö sinä valkoisessa takkissa, suojalaseissa, lentokypärässä ja lycrassa heitä, joten pyydät anteeksi ja lähdet. Pavut vaikuttavat ja sinä rikot tuulen.
Toinen nopea laskelma paljastaa, että jos pystyt pieruttamaan kolme viikkoa ja kaksi päivää, säästät keskimäärin saman painon kuin täyttämällä renkaasi heliumilla. Vaihtoehtoja, eikö?
