Amikor minden gramm számít, ésszerű a levegőnél könnyebb gázzal felpumpálni az abroncsokat. Vagy nem?
1972-ben Eddy Merckx azt akarta, hogy a gumiabroncsokat levegőnél könnyebb gázzal töltsék fel az órarekord kísérletéhez. Keretépítője, Ernesto Colnago nem tudott héliumhoz jutni, így Eddynek nélkülöznie kellett, de ez nem akadályozta meg abban, hogy új rekordot döntsön, egy olyan kereten, amelyen már elegendő lyuk van ahhoz, hogy összezavarja a svájci egeret.
De mit változtatott volna? Mennyi súlyt spórolnának meg? Ahhoz, hogy válaszokat kapjunk, tudományosnak kell lennünk, ezért vegye le a felsőt és a napfényt, és vegye fel a laborköpenyt és a védőszemüveget.
Tegyük fel, hogy 25 mm-es abroncsokkal borított 700c-os kerekeket használ. Mindegyik térfogata egy árnyalattal kevesebb, mint egy liter. Annak érdekében, hogy megfeleljünk a vegyészek által elfogadott szabványoknak mindenhol (kivéve az Egyesült Államokat, saját maguk által ismert okokból), azt is feltételezzük, hogy a tenger mellett lovagol, tehát a légnyomás egy szabványos atmoszféra, és hideg., csak a fagypontról.
Mivel ezek a változók már ki vannak javítva, számoljuk az összegeket, ahogy haladunk.
Ha a gumiabroncsok a légnyomáshoz hasonló nyomásra, azaz körülbelül 14,5 psi nyomásra lennének felfújva, mindegyikben a levegő 1,24 grammot nyomna – majdnem 2,5 grammot a párnál.
Te azonban értelmes vagy, és 100 psi nyomáson tartod őket, miután majdnem hétszer annyi molekulát préseltél be. Ebben az esetben az egyik gumiabroncs levegője 8,56 g – több mint 17 g a párnál.
Ezután beüt a katasztrófa. Szúrsz – elhinnéd? – elöl és hátul egyszerre. Tudósként felkészült és vannak tartalék csövei, de a szivattyú fogantyúja elpattan.
Szerencsére egy elhaladó ballonárus, akit lenyűgözött a fehér kabátod és a védőszemüveged, literenként 1,58 GBP-os héliumot ad el neked.
Befújja a törött szivattyú csatlakozóján keresztül, a természet előtti érzékeny hüvelykujjával ellenőrizze, hogy pontosan eléri-e a 100 psi nyomást, és elégedetten indul el a jól végzett munkával.
Azonnal észreveszed a különbséget, sokkal gyorsabban cipzározhatsz. Az egyes gumiabroncsokban lévő gáz most mindössze 1,18 grammot nyom. A héliumnak köszönhetően az egész kerékpárod és jó éned majdnem 15 grammal könnyebb.
Ez három küllő súlyának megfelelő megtakarítás.
Sajnos az örömét egy újabb dupla szúrás csökkenti. Hihetetlen, hogy egy kísérleti tüzelőanyagcellás autó feltalálója leáll, és egy kis hidrogént a tartályából két újabb csőbe vezet, amelyeket Ön belecsúsztatott az abroncsokba.
A 63 penny literenkénti árat kifizetve ellép a pedálozástól, és még gyorsabban gyorsul, mint korábban, mert a gáz minden abroncsban csekély 0,59 g.
A levegőhöz képest a kerékpárja mostanra majdnem 16 grammal könnyebb a hidrogénnel a gumiabroncsokban – négy küllőért szállhat fel.
Gyors leszállás
Ötözetlen örömére a Hackney CC egyik tagja csatlakozik hozzátok, és mellette lovagol, így széles fekhelyet biztosít, hogy a csapkodó laborköpeny ne akadjon be a kerekeibe.
Ez Andrea Sella, a University College London kémiaprofesszora. Észreveszi az extra fordulatszámodat, így természetesen elkezdesz gázolni.
„Az egyik kihívás, amellyel találkozni fog, az az, hogy a hélium és a hidrogén részecskéi sokkal kisebbek, mint a levegőmolekulák, hogy képesek átvergődni az őket tartalmazó anyagokon.
'És sokkal gyorsabban mozognak, így gyorsan megtehetik – ezért a héliummal töltött léggömbök gyorsan leeresztenek” – mondja a prof.
Ebben a pillanatban egy oldalszél befújja az ereszcsatornába, ahol szinte előre láthatóan átlovagolsz egy üvegdarabon és egy izzó cigarettacsikken.
Az első gumiabroncs elkerülhetetlen defektje felszabadítja a hidrogént, és az univerzum legkönnyebb és legelterjedtebb elemének drámai gyúlékonyságának ismeretében hindenburgi méretű tűzvésztől tart.
Sella azonban csak vállat von, zavartalanul. „A hidrogén gyorsan szétszóródik, így nem valószínű, hogy lángra kap és megég” – mondja. „Ahhoz, hogy ez megtörténjen, valószínűleg egy hidrogénnel felfújt gumiabroncsra van szüksége egy lezárt kerékpártárolóban, és egyszerre minden defektet kell kilyukasztania.”
Amikor kölcsönkéri a szivattyúját, hogy levegőt engedjen az új csőbe, amelyet szívélyesen adott, azt mondja, hogy ha aggódik, használjon héliumot, mivel az teljesen inert, bár kétszer olyan nehéz, mint a hidrogén.
Mielőtt megmagyarázná, hogy már próbálta a héliumot, felhívja Dr. Michael de Podestát, a Nemzeti Fizikai Laboratórium vezető kutatóját, aki rámutat a hélium egy másik hátrányára.
„Kevésbé összenyomható, így nehezebb lesz az út” – mondja. „A hidrogén lágyabb.” Örül, hogy ismét levegő van az első abroncsban, mert az még jobban reagál a durva útfelületre.
Annyi megemészthető tudás birtokában megállsz egy meleg kávézóban, és leülsz egy tányér babhoz pirítósra, és azon kapod magad, hogy egy asztalnál Gordon Edwardsszal, a National Physical Lab emeritus tudományos munkatársával ülsz.
Kiemeli, hogy a felninél megtakarított súly, akár egy könnyebb gázzal, akár vékonyabb abroncsokkal, kétszer olyan hatékony, mint máshol a kerékpáron vagy a kerékpároson.
„Gyorsítja a gyorsulást és a szabadonfutást lefelé” – mondja.
Kínos módon görcsöl a gyomra, ami arra készteti, hogy kérdezzen a gumiabroncs belsejében lévő gáz mozgásáról. „Amikor elindul, nem forog, de a gumiabroncs súrlódása gyorsan ugyanarra a sebességre húzza” – mondja Edwards.
'A levegő viszkózusabb, mint a hélium és a hidrogén, ezért feltehetően ez tart a leghosszabb ideig, de azt hiszem, hogy bármelyiküknél az egyensúlyi állapot eléréséhez szükséges idő néhány másodperc nagyságrendű.”
Egy másik kerékpáros áthajol, elnézést kér a félbeszakításért, és hozzáteszi: „Amikor elindul előre, a gumiabroncs belsejében lévő gáz nagyobb nyomást fog kifejteni a gumiabroncs hátulján, mint az elején. A helyzet megfordul, ha lelassul” – mondja.
A mezén lévő logó azt írja, hogy ő Dr. Richard Martineau, az Idaho National Lab nukleáris tudományos és technológiai igazgatója, szóval ne vitatkozz.
A kávézó tulajdonosa megkérdezi Edwardstól és Martineau-tól, hogy Ön fehér köpenyben, védőszemüvegben, aerosisakban és lycra-ban nem zavarja-e őket, ezért elnézést kér, és távozik. A bab hatást gyakorol, és megtöröd a szelet.
Egy másik gyors számításból kiderül, hogy ha három hétig és két napig tud fingni, akkor átlagosan ugyanannyit takarít meg, mintha héliummal töltené fel abroncsait. Választási lehetőségek, mi?
