Hvorfor fylder vi ikke cykeldæk med helium?

Indholdsfortegnelse:

Hvorfor fylder vi ikke cykeldæk med helium?
Hvorfor fylder vi ikke cykeldæk med helium?

Video: Hvorfor fylder vi ikke cykeldæk med helium?

Video: Hvorfor fylder vi ikke cykeldæk med helium?
Video: REAGERER PÅ: SJOVESTE SAMTALE JEG ALDRIG HAR HAFT *grineflip* 2024, Kan
Anonim

Når hvert gram tæller, giver det mening at pumpe dæk op med en gas, der er lettere end luft. Eller gør det?

I 1972 ville Eddy Merckx have sine dæk fyldt med en gas, der var lettere end luft, til sit Hour Record-forsøg. Hans rammebygger, Ernesto Colnago, kunne ikke få fat i noget helium, så Eddy måtte gå uden, men det forhindrede ham alligevel ikke i at sætte ny rekord på en ramme, der allerede var boret med nok huller til at forvirre en schweizisk mus.

Men hvilken forskel ville det have gjort? Hvor meget vægt ville blive sparet? For at få svar skal vi være videnskabelige, så tag din vest og solbriller af og tag en laboratoriefrakke og sikkerhedsbriller på.

Lad os antage, at du kører med 700c hjul sko med 25 mm dæk. Hver har et volumen en skygge under en liter. For at forblive på linje med de standarder, der er aft alt af kemikere over alt (undtagen i USA, af årsager bedst kendt af dem selv), antager vi også, at du rider ved havet, så lufttrykket er en standard atmosfære, og det er køligt, lige ved frysepunktet.

Med alle disse variabler nu rettet, lad os gøre summerne, mens vi snurrer videre.

Hvis dine dæk var underpumpet til det samme tryk som atmosfæren, hvilket er omkring 14,5 psi, ville luften i hvert dæk veje 1,24 gram – næsten 2,5 g for parret.

Du er dog fornuftig og har dem på 100psi, da du har presset næsten syv gange så mange molekyler ind. I så fald vejer luften i et af dine dæk 8,56 g – mere end 17 g for parret.

Så rammer katastrofen. Du punkterer – ville du tro det? – foran og bagpå samtidigt. Som videnskabsmand er du forberedt og har ekstra slanger, men dit pumpehåndtag klikker.

Heldigvis sælger en forbipasserende ballonsælger, imponeret over din hvide frakke og beskyttelsesbriller, noget helium til dig til standardprisen på £1,58 pr. liter.

Du sprøjter den ind via den ødelagte pumpes konnektor, bruger dine unaturligt følsomme tommelfingre til at kontrollere, at de når præcis 100psi, og rider afsted tilfreds med et veludført arbejde.

Du bemærker med det samme forskellen, og lyner så meget hurtigere væk. Gassen i hvert dæk vejer nu kun 1,18 g. Hele din cykel og dit gode jeg er næsten 15 g lettere takket være helium.

Det er en besparelse svarende til vægten af tre eger.

Desværre er din glæde begrænset af endnu en dobbeltpunktur. Utroligt nok stopper opfinderen af en eksperimentel brændselscellebil og omdirigerer noget brint fra sin tank til yderligere to nye slanger, som du har smuttet ind i dine dæk.

Ved at betale hende den ordinære pris på 63p pr. liter, trapper du væk og accelererer endnu hurtigere end før, fordi gassen i hvert dæk er sølle 0,59 g.

Sammenlignet med luften er din cykel nu næsten 16 g lettere med brint i dækkene – du får en værdi af fire eger.

Går hurtigt ned

Billede
Billede

Til din ulegerede glæde slutter et medlem af Hackney CC sig til dig og kører ved siden af og giver en bred køje, så din flaksende laboratoriefrakke ikke sætter sig i hjulene.

Det er Andrea Sella, professor i kemi ved University College London. Han bemærker din ekstra hastighed, så du begynder naturligvis at gasse.

'En af udfordringerne, du vil finde, er, at partikler af helium og brint er så meget mindre end luftmolekyler, at de kan sno sig gennem de materialer, der indeholder dem.

'Og de bevæger sig meget hurtigere rundt, så de kan gøre det hurtigt - og det er derfor, heliumfyldte balloner tømmes hurtigt,' siger prof.

I det øjeblik blæser en sidevind dig ned i rendestenen, hvor du næsten forudsigeligt rider hen over et stykke glas og et glødende cigaretskod.

Den uundgåelige punktering af fordækket frigiver brinten, og ved at kende den dramatiske antændelighed af det letteste og mest udbredte element i universet, frygter du en brand i Hindenburg-proportioner.

Sella trækker dog bare på skuldrene, uforstyrret. "Brint spredes hurtigt, så det er usandsynligt, at det går i brand og brænder," siger han. 'For at det kan ske, har du sandsynligvis brug for en brint-oppustet dækgruppe inde i et forseglet cykelskur og for at alle skal punktere på én gang.'

Når du låner hans pumpe for at sætte luft ind i det nye rør, han venligt har givet dig, siger han, at hvis du er bekymret, skal du bruge helium, da det er fuldstændig inert, men dobbelt så tungt som brint.

Før du kan forklare, at du allerede har prøvet helium, tager han et opkald fra Dr. Michael de Podesta, ledende forsker ved National Physical Laboratory, som påpeger en anden ulempe ved helium.

'Den er mindre komprimerbar, så den vil give en hårdere tur,' siger han. ‘Brint er blødere.’ Du er glad for nu at have luft i fordækket, fordi det er endnu bedre til at reagere på den ru vejbelægning.

Med så meget viden at fordøje stopper du ved en varm café og slår dig ned til en tallerken bønner på toast, hvor du finder dig selv at dele bord med Gordon Edwards, emeritus-videnskabsmand ved National Physical Lab.

Han påpeger, at enhver vægt, der spares ved fælgen, uanset om det er en lettere gas eller tyndere dæk, er dobbelt så effektiv, som den ville være andre steder på cyklen eller cyklisten.

'Det gør acceleration og friløb ned ad bakke hurtigere,' siger han.

Print nok skurrer din mave, hvilket får dig til at spørge om gassens bevægelse inde i et dæk. "Når du starter, vil den ikke rotere, men friktionen med dækket vil hurtigt trække den op til samme hastighed," siger Edwards.

'Luft er mere tyktflydende end helium og brint, så det vil formentlig tage længst tid, men jeg gætter på, at tiden til ligevægt for nogen af dem er i størrelsesordenen et par sekunder."

En anden cyklist læner sig henover, undskylder for at afbryde og tilføjer: 'Når du begynder at bevæge dig fremad, vil enhver gas inde i dit dæk udøve mere tryk bagpå dækket end foran. Situationen er vendt, når du sætter farten ned,' siger han.

Logoet på hans trøje siger, at han er Dr. Richard Martineau, direktør for nuklear videnskab og teknologi ved Idaho National Lab, så du skal ikke skændes.

Cafeejeren spørger Edwards og Martineau, om du, i den hvide frakke, sikkerhedsbriller, aerohjelm og lycra, generer dem, så du undskylder og går. Bønnerne træder i kraft, og du bryder vinden.

En anden hurtig beregning afslører, at hvis du kan blive ved med at prutte i tre uger og to dage, vil du i gennemsnit spare den samme vægt som at fylde dine dæk med helium. Valgmuligheder, ikke?

Anbefalede: