Kai svarbus kiekvienas gramas, prasminga padangas siurbti lengvesnėmis už orą dujomis. O gal taip?
1972 m. Eddy Merckxas norėjo, kad jo padangos būtų užpildytos lengvesnėmis už orą dujomis, bandydami pasiekti valandų rekordą. Jo rėmų statytojas Ernesto Colnago negalėjo gauti helio, todėl Eddy turėjo apsieiti be, bet tai nesutrukdė jam pasiekti naujo rekordo ant rėmo, kuriame jau buvo pakankamai skylių, kad supainiotų šveicarišką pelę.
Bet koks skirtumas būtų buvęs? Kiek svorio būtų sutaupyta? Kad gautume atsakymus, turime būti moksliški, todėl nusivilkite apatinę aprangą, apsivilkite laboratorinį chalatą ir užsidėkite apsauginius akinius.
Tarkime, kad važinėjate 700c ratais su 25 mm padangomis. Kiekvieno iš jų tūris mažesnis nei vienas litras. Siekdami laikytis standartų, dėl kurių susitarė chemikai visur (išskyrus JAV, dėl jiems patiems geriausiai žinomų priežasčių), mes taip pat manysime, kad važiuojate prie jūros, todėl oro slėgis yra standartinė atmosfera ir yra š alta., beveik užšalimo taškas.
Kai visi tie kintamieji dabar yra ištaisyti, apskaičiuokime sumas.
Jei jūsų padangos būtų nepakankamai pripūstos iki tokio pat slėgio kaip ir atmosferoje, ty maždaug 14,5 psi, kiekvienoje padangoje esantis oras svertų 1,24 gramo – beveik 2,5 g porai.
Tačiau jūs esate protingi ir turite 100 psi slėgį, nes išspaudėte beveik septynis kartus daugiau molekulių. Tokiu atveju oras vienoje iš jūsų padangų sveria 8,56 g – daugiau nei 17 g porai.
Tada ištinka nelaimė. Jūs pradursite – ar patikėtumėte? – priekyje ir gale vienu metu. Būdami mokslininku, esate pasiruošę ir turite atsarginių vamzdelių, bet jūsų siurblio rankena stringa.
Laimei, praeinantis balionų pardavėjas, sužavėtas jūsų b alto p alto ir apsauginių akinių, parduoda jums šiek tiek helio už standartinį 1,58 GBP už litrą tarifą.
Įpurškiate jį per sugedusią siurblio jungtį, naudodamiesi nenatūraliai jautriais nykščiais patikrinkite, ar jie pasiekia tiksliai 100 psi, ir važiuokite patenkinti atlikdami gerai atliktą darbą.
Iš karto pastebėsite skirtumą, nes užtrauktuku atsitrauksite daug greičiau. Kiekvienoje padangoje esančios dujos dabar sveria tik 1,18 g. Dėl helio visas jūsų dviratis ir jūsų gerumas yra beveik 15 g lengvesni.
Tai sutaupoma, prilygstanti trijų stipinų svoriui.
Deja, jūsų džiaugsmą sumažino dar vienas dvigubas dūris. Neįtikėtina, kad eksperimentinio kuro elementų automobilio išradėjas atsistoja ir nukreipia vandenilį iš savo bako į dar du naujus vamzdelius, kuriuos įslydote į savo padangas.
Mokėdami jai 63 pensus už litrą, numyjate pedalą ir įsibėgėsite dar greičiau nei anksčiau, nes kiekvienoje padangoje yra tik 0,59 g dujų.
Palyginti su oru, jūsų dviratis dabar yra beveik 16 g lengvesnis, o padangose yra vandenilio – už keturių stipinų verta.
Greitai leidžiasi žemyn
Jūsų džiaugsmui, Hackney CC narys prisijungia prie jūsų ir važiuoja kartu, suteikdamas plačią gultą, kad jūsų besiplečiantis laboratorinis p altas neužstrigtų jo ratų.
Tai Andrea Sella, Londono universiteto koledžo chemijos profesorė. Jis pastebi jūsų papildomą greičio posūkį, todėl, žinoma, jūs pradedate dujuoti.
„Vienas iš iššūkių, su kuriais susidursite, yra tai, kad helio ir vandenilio dalelės yra daug mažesnės nei oro molekulės, kad gali prasiskverbti per medžiagas, kuriose jų yra.
'Ir jie juda daug greičiau, kad galėtų tai padaryti greitai – štai kodėl heliu užpildyti balionai greitai ištuštėja“, – sako prof.
Tą akimirką šoninis vėjas pučia jus į lataką, kur beveik nuspėjama, kad važiuojate per stiklo gabalą ir švytintį cigarečių nuosėdą.
Neišvengiamas priekinės padangos pradurimas išskiria vandenilį ir, žinant dramatišką lengviausio ir gausiausio visatoje elemento degumą, baiminatės Hindenburgo proporcijų gaisro.
Sella tik gūžčioja pečiais, nesutrikusi. "Vandenilis greitai išsisklaido, todėl mažai tikėtina, kad jis užsidegs ir sudegs", - sako jis. „Kad tai įvyktų, jums tikriausiai reikės vandeniliu pripūstų padangų, esančių sandarioje dviračių saugykloje, ir visus iš karto pradurti.“
Kai skolinatės jo siurblį, kad įleistų orą į naują vamzdelį, kurį jis maloniai jums davė, jis sako, kad jei nerimaujate, turėtumėte naudoti helią, nes jis yra visiškai inertiškas, nors ir dvigubai sunkesnis už vandenilį.
Prieš paaiškindamas, kad jau išbandėte helią, jis paskambina Nacionalinės fizinės laboratorijos vyriausiajam mokslininkui Michaelui de Podestai ir atkreipia dėmesį į kitą helio trūkumą.
„Jis mažiau suspaudžiamas, todėl bus sunkesnis važiavimas“, – sako jis. „Vandilis yra minkštesnis“. Dabar džiaugiatės, kad priekinėje padangoje vėl yra oro, nes ji dar geriau reaguoja į nelygią kelio dangą.
Turėdami tiek daug žinių, kurias reikia suvirškinti, sustojate šiltoje kavinėje ir atsisėdate prie lėkštės su pupelėmis ant skrebučio ir atsiduriate kartu su Gordonu Edwardsu, emeritu Nacionalinės fizinės laboratorijos mokslo bendradarbiu.
Jis atkreipia dėmesį į tai, kad bet koks sutaupytas svoris prie ratlankio, nesvarbu, ar naudojant lengvesnes dujas ar plonesnes padangas, yra dvigubai veiksmingesnis nei kitur ant dviračio ar dviratininko.
„Tai leidžia greičiau įsibėgėti ir važiuoti nuokalne“, – sako jis.
Gėdingai gurgia skrandis, todėl paklausti apie dujų judėjimą padangoje. „Kai pradėsite, ji nesisuks, bet trintis su padanga greitai pritrauks ją iki to paties greičio“, – sako Edwardsas.
'Oras yra klampesnis nei helis ir vandenilis, todėl, matyt, užtruks ilgiausiai, bet manau, kad bet kurio iš jų pusiausvyros susidarymo laikas yra maždaug kelios sekundės.“
Kitas dviratininkas pasilenkia, atsiprašo, kad trukdė ir priduria: „Kai pradėsite judėti į priekį, bet kokios padangos viduje esančios dujos darys didesnį slėgį padangos gale nei priekyje. Padėtis pasikeičia, kai sulėtini greitį“, – sako jis.
Logotipas ant jo marškinėlių sako, kad jis yra daktaras Richardas Martineau, Aidaho nacionalinės laboratorijos branduolinių mokslų ir technologijų direktorius, todėl nesiginčykite.
Kavinės savininkas klausia Edwardso ir Martineau, ar jūs, vilkėdami b altu chalatu, apsauginiais akiniais, aerošalmu ir likra, jiems netrukdote, todėl atsiprašau ir išeinate. Pupelės pradeda veikti ir tu sulaužai vėją.
Kitas greitas skaičiavimas atskleidžia, kad jei galėsite pykti tris savaites ir dvi dienas, vidutiniškai sutaupysite tiek pat svorio, kiek pripildydami padangas helio. Pasirinkimai, ar ne?
