وقتی هر گرم حساب می شود، منطقی است که تایرها را با گاز سبک تر از هوا پمپ کنید. یا دارد؟
در سال 1972، ادی مرککس برای تلاش برای رکورد ساعت خود می خواست تایرهایش را با گاز سبکتر از هوا پر کنند. فریم‌ساز او، ارنستو کولناگو، نمی‌توانست هلیوم را به دست بیاورد، بنابراین ادی مجبور شد بدون هلیوم ادامه دهد، اما این مانع از ثبت رکورد جدیدی نشد، روی قابی که از قبل سوراخ‌های کافی برای گیج کردن یک موش سوئیسی داشت.
اما چه فرقی می کرد؟ چقدر وزن صرفه جویی می شود؟ برای دریافت پاسخ باید علمی باشیم، بنابراین ژیلت و آفتابه خود را درآورید و یک کت آزمایشگاهی و عینک ایمنی بپوشید.
بیایید فرض کنیم که از چرخ‌های 700c با لاستیک‌های 25 میلی‌متری استفاده می‌کنید.هر کدام حجم یک سایه زیر یک لیتر دارند. برای مطابقت با استانداردهای مورد توافق شیمیدانان در همه جا (به جز در ایالات متحده، بنا به دلایلی که خودشان شناخته شده اند)، همچنین فرض می کنیم که شما در کنار دریا سوار می شوید، بنابراین فشار هوا یک جو استاندارد است و هوا سرد است. ، فقط در مورد نقطه انجماد.
در حالی که همه آن متغیرها اکنون ثابت شده اند، بیایید با چرخش در امتداد مجموع ها را انجام دهیم.
اگر لاستیک‌های شما با فشاری برابر با اتمسفر، که حدوداً 14.5psi است، کم‌تر باد می‌شدند، وزن هوای هر یک از آنها 1.24 گرم بود - تقریباً 2.5 گرم برای جفت.
با این حال، شما معقول هستید و آنها را در 100psi دارید، تقریباً هفت برابر بیشتر مولکول‌ها را در خود فشرده کرده‌اید. در آن صورت، وزن هوای یکی از لاستیک‌های شما 8.56 گرم است - بیش از 17 گرم برای جفت.
سپس فاجعه رخ می دهد. شما سوراخ می کنید - آیا آن را باور می کنید؟ - جلو و عقب به طور همزمان به عنوان یک دانشمند، شما آماده هستید و لوله های یدکی دارید، اما دسته پمپ شما می زند.
خوشبختانه، یک فروشنده بادکنک گذری که تحت تأثیر کت سفید و عینک محافظ شما قرار گرفته است، مقداری هلیوم را با نرخ استاندارد 1.58 پوند در لیتر به شما می فروشد.
آن را از طریق کانکتور پمپ شکسته به داخل می‌پاشید، از شست‌های حساس قبل از طبیعی خود استفاده می‌کنید تا بررسی کنید که دقیقاً 100psi می‌رسند، و از کار به خوبی انجام شده راضی هستید.
فوراً متوجه تفاوت می شوید، زیپ بسیار سریعتر باز می شود. وزن گاز هر لاستیک اکنون فقط 1.18 گرم است. به لطف هلیوم، کل دوچرخه و خود خوب شما تقریباً 15 گرم سبک تر هستند.
صرفه جویی معادل وزن سه پره است.
متأسفانه، شادی شما با یک سوراخ دوگانه دیگر کاهش می یابد. باورنکردنی است که مخترع یک ماشین پیل سوختی آزمایشی کنار می‌آید و مقداری هیدروژن را از مخزن خود به دو لوله جدید دیگر که در لاستیک‌های خود فرو کرده‌اید، منحرف می‌کند.
با پرداخت 63p به ازای هر لیتر قیمت، پدال می روید، حتی سریعتر از قبل شتاب می گیرید زیرا بنزین هر لاستیک ناچیز 0.59 گرم است.
در مقایسه با هوا، دوچرخه شما اکنون تقریباً 16 گرم سبکتر است و هیدروژن در لاستیک‌ها وجود دارد - با قیمت چهار پره.
به سرعت پایین می روی
برای خوشحالی بدون آلیاژ شما، یکی از اعضای Hackney CC به شما ملحق می شود و در کنار شما سوار می شود و یک اسکله پهن می دهد تا کت آزمایشگاهی شما چرخش را گیر نکند.
این آندریا سلا، استاد شیمی در دانشگاه کالج لندن است. او متوجه چرخش اضافی شما می شود، بنابراین، به طور طبیعی، شما شروع به گاز دادن می کنید.
یکی از چالش هایی که با آن مواجه خواهید شد این است که ذرات هلیوم و هیدروژن بسیار کوچکتر از مولکول های هوا هستند که می توانند مسیر خود را از طریق مواد حاوی آنها بچرخانند.
"و آنها بسیار سریعتر حرکت می کنند تا بتوانند این کار را سریع انجام دهند - به همین دلیل است که بادکنک های پر از هلیوم به سرعت باد می شوند."
در آن لحظه یک باد جانبی شما را به ناودان می‌برد، جایی که، تقریباً قابل پیش‌بینی، روی یک تکه شیشه و یک ته سیگار درخشان سوار می‌شوید.
پنچری اجتناب ناپذیر به لاستیک جلو، هیدروژن را آزاد می کند و با دانستن اشتعال پذیری چشمگیر سبک ترین و فراوان ترین عنصر در جهان، از آتش سوزی در ابعاد هیندنبورگ می ترسید.
سلا، با این حال، فقط شانه بالا می اندازد، بدون مزاحمت. او می گوید: «هیدروژن به سرعت پراکنده می شود، بنابراین بعید است که آتش بگیرد و بسوزد. «برای اینکه این اتفاق بیفتد، احتمالاً به یک پلوتن لاستیک بادشده با هیدروژن در داخل یک سوله دوچرخه مهر و موم شده و برای پنچر شدن یکباره نیاز دارید.»
در حالی که پمپ او را قرض می گیرید تا هوا را به لوله جدیدی که به شما داده است بریزد، او می گوید که اگر نگران هستید، باید از هلیوم استفاده کنید زیرا کاملاً بی اثر است، اگرچه دو برابر سنگین تر از هیدروژن است.
قبل از اینکه بتوانید توضیح دهید که قبلا هلیوم را امتحان کرده اید، او با دکتر مایکل دی پودستا، دانشمند پژوهشی اصلی در آزمایشگاه ملی فیزیک، تماس می گیرد که به یکی دیگر از معایب هلیوم اشاره می کند.
"تراکم پذیری کمتری دارد بنابراین سواری سخت تری را به همراه خواهد داشت." «هیدروژن نرم‌تر است.» اکنون خوشحال هستید که دوباره در لاستیک جلو هوا دارید زیرا در پاسخگویی به سطح ناهموار جاده حتی بهتر است.
با دانش زیادی که باید هضم کنید، در یک کافه گرم توقف می کنید و در یک بشقاب لوبیا روی نان تست می نشینید، و متوجه می شوید که در یک میز با گوردون ادواردز، همکار علمی بازنشسته در آزمایشگاه ملی فیزیک هستید.
او اشاره می کند که هر وزنی که در رینگ صرفه جویی شود، چه از طریق گاز سبک تر یا لاستیک های باریک تر، دو برابر موثرتر از سایر نقاط دوچرخه یا دوچرخه سوار است.
او می‌گوید «شتاب گرفتن و حرکت آزاد در سراشیبی را سریعتر می‌کند.»
به طرز شرم آور، شکم شما غرغر می کند، که باعث می شود در مورد حرکت گاز داخل لاستیک بپرسید. ادواردز می‌گوید: «هنگامی که شروع می‌کنید، نمی‌چرخد، اما اصطکاک با لاستیک به سرعت آن را به همان سرعت می‌کشاند.»
'هوا چسبناک تر از هلیوم و هیدروژن است، بنابراین، احتمالاً طولانی ترین زمان را خواهد برد، اما من حدس می زنم که برای هر یک از آنها، زمان تعادل در حد چند ثانیه است.».
دوچرخه سوار دیگری خم می شود، بابت قطع صحبت عذرخواهی می کند و می افزاید: «همانطور که شروع به حرکت به جلو می کنید، هر گازی که در داخل لاستیک است فشار بیشتری در عقب تایر وارد می کند تا جلو. او می‌گوید، وقتی سرعتتان را کم کنید، وضعیت برعکس می‌شود.
لوگوی روی پیراهن او می گوید که او دکتر ریچارد مارتینو، مدیر علوم و فناوری هسته ای در آزمایشگاه ملی آیداهو است، بنابراین شما بحث نکنید.
صاحب کافه از ادواردز و مارتینو می پرسد که آیا شما با کت سفید، عینک ایمنی، کلاه ایمنی هوا و لیکرا آنها را آزار می دهید، پس شما عذرخواهی کنید و بروید. لوبیاها تاثیر می گذارند و باد را می شکنند.
محاسبه سریع دیگر نشان می دهد که اگر بتوانید به مدت سه هفته و دو روز به گوز زدن ادامه دهید، به طور متوسط وزنی برابر با پر کردن لاستیک های خود با هلیوم کاهش خواهید داد. انتخاب ها، نه؟
