Când fiecare gram contează, este logic să pompați anvelopele cu un gaz mai ușor decât aerul. Sau este?
În 1972, Eddy Merckx a vrut ca anvelopele sale să fie umplute cu un gaz mai ușor decât aerul pentru încercarea sa de Record de oră. Constructorul său de cadru, Ernesto Colnago, nu a putut să facă rost de heliu, așa că Eddy a trebuit să se descurce fără, dar asta nu l-a împiedicat oricum să stabilească un nou record, pe un cadru deja găurit cu suficiente găuri pentru a deruta un șoarece elvețian.
Dar ce diferență ar fi făcut? Câtă greutate s-ar economisi? Pentru a obține răspunsuri, trebuie să fim științifici, așa că scoateți-vă tricoul și pantalonii de soare și îmbrăcați o haină de laborator și ochelari de protecție.
Să presupunem că rulați roți de 700c încălțate cu anvelope de 25 mm. Fiecare are un volum o nuanță sub un litru. Pentru a rămâne în conformitate cu standardele agreate de chimiștii de pretutindeni (cu excepția SUA, din motive cel mai bine cunoscute de ei înșiși), vom presupune, de asemenea, că mergeți pe malul mării, astfel încât presiunea aerului este o atmosferă standard și este răcoare., aproape de punctul de îngheț.
Cu toate acele variabile acum remediate, să facem sumele pe măsură ce ne învârtim.
Dacă anvelopele tale ar fi sub-umflate la aceeași presiune ca atmosfera, care este de aproximativ 14,5 psi, aerul din fiecare ar cântări 1,24 grame – aproape 2,5 g pentru pereche.
Tu, totuși, ești sensibil și le ai la 100 psi, după ce ai stors de aproape șapte ori mai multe molecule. În acest caz, aerul dintr-una dintre anvelope cântărește 8,56 g – mai mult de 17 g pentru pereche.
Apoi dezastrul. Puncți – ați crede? – față și spate simultan. Fiind om de știință, ești pregătit și ai tuburi de rezervă, dar mânerul pompei se claște.
Din fericire, un vânzător de baloane care trece, impresionat de haina albă și de ochelarii de protecție, îți vinde niște heliu la prețul standard de 1,58 GBP pe litru.
Îl introduci prin conectorul pompei rupte, folosește-ți degetele excesiv de sensibile pentru a verifica că ajung la exact 100 psi și pleci mulțumit de o treabă bine făcută.
Imediat observi diferența, depărtând mult mai repede. Gazul din fiecare anvelopă cântărește acum doar 1,18 g. Întreaga ta bicicletă și sinele tău bun sunt cu aproape 15 g mai ușoare, datorită heliului.
Este o economie echivalentă cu greutatea a trei spițe.
Din păcate, bucuria ta este redusă de o altă puncție dublă. Incredibil, inventatorul unei mașini experimentale cu pile de combustie se oprește și deviază niște hidrogen din rezervorul ei în încă două tuburi noi pe care le-ai introdus în cauciucuri.
Plătindu-i 63p pe litru de preț, pedalezi, accelerând chiar mai repede decât înainte, deoarece gazul din fiecare anvelopă este de 0,59 g.
În comparație cu aerul, bicicleta ta este acum cu aproape 16 g mai ușoară, cu hidrogen în anvelope - mergând pentru patru spițe.
Scădere rapidă
Spre încântarea ta nealiată, un membru al Hackney CC ți se alătură și călătorește alături de tine, oferind un loc larg, astfel încât halatul tau de laborator să nu-i blocheze roțile.
Este Andrea Sella, profesor de chimie la University College London. Îți observă viteza suplimentară, așa că, în mod natural, începi să gazezi.
‘Una dintre provocările pe care le veți găsi este că particulele de heliu și hidrogen sunt mult mai mici decât moleculele de aer, încât se pot zgudui prin materialele care le conțin.
„Și se mișcă mult mai repede, astfel încât să o poată face rapid – motiv pentru care baloanele pline cu heliu se dezumflă repede”, spune prof.
În acel moment, un vânt lateral te aruncă în jgheab unde, aproape previzibil, mergi peste o bucată de sticlă și un muc de țigară strălucitor.
Inevitabila perforare a anvelopei din față eliberează hidrogen și, cunoscând inflamabilitatea dramatică a celui mai ușor și mai abundent element din univers, te temi de o conflagrație de proporții Hindenburg.
Sella, totuși, doar ridică din umeri, netulburată. „Hidrogenul se dispersează rapid, așa că este puțin probabil să ia foc și să ardă”, spune el. „Pentru ca acest lucru să se întâmple, probabil că veți avea nevoie de un grup de anvelope umflate cu hidrogen în interiorul unui magazie sigilat pentru biciclete și să vă perforați deodată.”
În timp ce îi împrumuți pompa pentru a pune aer în noul tub pe care ți l-a dat cu amabilitate, el spune că, dacă ești îngrijorat, ar trebui să folosești heliu, deoarece este complet inert, deși de două ori mai greu decât hidrogenul.
Înainte de a putea explica că ați încercat deja heliul, el preia un telefon de la Dr. Michael de Podesta, cercetător principal la Laboratorul Național de Fizică, care subliniază un alt dezavantaj al heliului.
„Este mai puțin compresibil, așa că va face o călătorie mai grea”, spune el. „Hidrogenul este mai moale.” Acum ești bucuros că ai din nou aer în anvelopa din față, deoarece răspunde și mai bine la suprafața accidentată a drumului.
Cu atâtea cunoștințe de digerat, te oprești la o cafenea caldă și te așezi la o farfurie de fasole pe pâine prăjită, trecându-te la o masă cu Gordon Edwards, coleg emerit în știință la Laboratorul Național de Fizică.
El subliniază că orice greutate economisită la jantă, fie printr-un gaz mai ușor sau prin cauciucuri mai subțiri, este de două ori mai eficientă decât ar fi în altă parte pe bicicletă sau pe biciclist.
„Face accelerarea și coborârea liberă mai rapidă”, spune el.
În mod jenant, stomacul îți gâgâie, ceea ce te determină să întrebi despre mișcarea gazului în interiorul unei anvelope. „Pe măsură ce începeți, nu se va roti, dar frecarea cu anvelopa o va trage rapid până la aceeași viteză”, spune Edwards.
'Aerul este mai vâscos decât heliul și hidrogenul, așa că, probabil, va dura cel mai mult, dar cred că, pentru oricare dintre ele, timpul până la echilibru este de ordinul câteva secunde.”
Un alt biciclist se aplecă, își cere scuze pentru întrerupere și adaugă: „Pe măsură ce începi să mergi înainte, orice gaz din anvelopa ta va exercita mai multă presiune în spatele anvelopei decât în față. Situația se inversează când încetini, spune el.
Sigla de pe tricoul lui spune că este doctorul Richard Martineau, director de știință și tehnologie nucleară la Idaho National Lab, așa că nu vă certați.
Proprietarul cafenelei îi întreabă pe Edwards și Martineau dacă tu, în haina albă, ochelari de protecție, cască aerodinamică și lycra, îi deranjezi, așa că îți ceri scuze și pleci. Fasolea își face efectul și scapi vântul.
Un alt calcul rapid dezvăluie că, dacă poți continua să ținem peți trei săptămâni și două zile, vei economisi, în medie, aceeași greutate cu umplerea anvelopelor cu heliu. Alegeri, nu?
