Když se počítá každý gram, má smysl napumpovat pneumatiky plynem lehčím než vzduch. Nebo ano?
V roce 1972 chtěl Eddy Merckx své pneumatiky naplnit plynem lehčím než vzduch pro svůj pokus o rekord v hodině. Jeho konstruktér, Ernesto Colnago, nemohl získat žádné helium, takže Eddy musel jít bez, ale to mu stejně nezabránilo v tom, aby vytvořil nový rekord, na rámu již vyvrtaném s dostatečným množstvím děr, aby zmátl švýcarskou myš.
Jaký rozdíl by to znamenalo? Kolik by se ušetřilo na váze? Abychom dostali odpovědi, musíme být vědečtí, takže si sundejte vestu a slunečníky a nasaďte si laboratorní plášť a ochranné brýle.
Předpokládejme, že používáte kola 700c obutá do 25mm pneumatik. Každá má objem stínidla pod jeden litr. Abychom zůstali v souladu se standardy dohodnutými chemiky po celém světě (kromě USA, z důvodů, které sami nejlépe znají), budeme také předpokládat, že jedete u moře, takže tlak vzduchu je jedna standardní atmosféra a je chladno., těsně kolem bodu mrazu.
Vzhledem k tomu, že všechny tyto proměnné jsou nyní opraveny, pojďme sčítat, jak se budeme točit.
Pokud by byly vaše pneumatiky podhuštěné na stejný tlak jako atmosféra, což je asi 14,5 psi, vzduch v každé by vážil 1,24 gramu – téměř 2,5 g pro pár.
Vy jste však rozumní a máte je na 100 psi, protože jste vtlačili téměř sedmkrát tolik molekul. V takovém případě vzduch v jedné z vašich pneumatik váží 8,56 g – více než 17 g pro pár.
Pak dojde ke katastrofě. Píchnete – věřili byste tomu? – přední a zadní současně. Jako vědec jste připraveni a máte náhradní hadičky, ale rukojeť pumpy praskne.
Naštěstí vám kolemjdoucí prodavač balónů, ohromen vaším bílým pláštěm a ochrannými brýlemi, prodá nějaké helium za standardní cenu 1,58 £ za litr.
Nastříkáte to přes rozbitý konektor pumpy, pomocí nadpřirozeně citlivých palců zkontrolujete, zda dosahují přesně 100 psi, a odjedete spokojeni s dobře odvedenou prací.
Okamžitě si všimnete rozdílu, zip zmizí mnohem rychleji. Plyn v každé pneumatice nyní váží pouhých 1,18 g. Celé vaše kolo a vaše dobré já jsou díky heliu lehčí téměř o 15 g.
Je to úspora ekvivalentní hmotnosti tří paprsků.
Vaše radost je bohužel omezena dalším dvojitým propíchnutím. Je neuvěřitelné, že vynálezce experimentálního auta s palivovými články zastavuje a odvádí trochu vodíku ze své nádrže do dvou dalších nových duší, které jste nasadili do pneumatik.
Zaplatíte-li jí běžnou cenu 63p za litr, šlapete pryč a zrychlujete ještě rychleji než předtím, protože plyn v každé pneumatice je mizerných 0,59g.
Ve srovnání se vzduchem je vaše kolo nyní téměř o 16 g lehčí s vodíkem v pneumatikách – nasedejte na čtyři paprsky.
Rychle dolů
K vaší nefalšované radosti se k vám připojí člen Hackney CC a jede vedle vás, takže si váš vlající laboratorní plášť nezablokuje kola.
To je Andrea Sella, profesorka chemie na University College London. Všimne si vašeho dalšího otočení rychlosti, takže přirozeně začnete plynat.
‘Jednou z výzev, na které narazíte, je, že částice helia a vodíku jsou mnohem menší než molekuly vzduchu, že si mohou procházet materiály, které je obsahují.
'A pohybují se mnohem rychleji, takže to mohou dělat rychle – proto se balónky naplněné heliem rychle vyfouknou,‘říká prof.
V tu chvíli vás boční vítr zavane do okapu, kde téměř předvídatelně přejedete přes kus skla a žhnoucí nedopalek cigarety.
Nevyhnutelné propíchnutí přední pneumatiky uvolňuje vodík a s vědomím dramatické hořlavosti nejlehčího a nejhojnějšího prvku ve vesmíru se bojíte požáru Hindenburgových rozměrů.
Sella však jen bez rozrušení pokrčí rameny. „Vodík se rychle rozptýlí, takže je nepravděpodobné, že by se vznítil a shořel,“říká. ‚Aby se to stalo, pravděpodobně byste potřebovali vodíkem nahuštěný peloton pneumatik v utěsněné kolárně a všechny najednou propíchnout.‘
Když si půjčujete jeho pumpu, abyste napustili vzduch do nové trubice, kterou vám laskavě dal, říká, že pokud máte obavy, měli byste použít helium, protože je naprosto inertní, i když dvakrát těžší než vodík.
Než mu vysvětlíte, že jste hélium již vyzkoušeli, přijme hovor od Dr. Michaela de Podesty, hlavního výzkumného vědce z Národní fyzikální laboratoře, který poukazuje na další nevýhodu helia.
„Je méně stlačitelný, takže jízda bude těžší,“říká. ‚Vodík je měkčí.‘Nyní jste rádi, že máte v přední pneumatice opět vzduch, protože ještě lépe reaguje na nerovný povrch vozovky.
S tolika znalostmi na strávení se zastavíte v teplé kavárně a usadíte se u talíře fazolí na toastu a zjistíte, že sdílíte stůl s Gordonem Edwardsem, emeritním vědeckým pracovníkem z National Physical Lab.
Poukazuje na to, že jakákoli váha ušetřená na ráfku, ať už díky lehčímu plynu nebo tenčím pneumatikám, je dvakrát efektivnější, než by byla jinde na kole nebo cyklistovi.
‘Urychluje to zrychlování a jízdu na volnoběh z kopce,‘říká.
Je trapné, když vám kručí v žaludku, což vás vybízí, abyste se zeptali na pohyb plynu uvnitř pneumatiky. „Jakmile nastartujete, nebude se otáčet, ale tření s pneumatikou ji rychle zvedne na stejnou rychlost,“říká Edwards.
'Vzduch je viskóznější než helium a vodík, takže to bude pravděpodobně trvat nejdéle, ale hádám, že u kteréhokoli z nich je doba k dosažení rovnováhy v řádu několika sekund.“
Další cyklista se nakloní, omluví se za vyrušení a dodá: „Jak se začnete pohybovat vpřed, jakýkoli plyn uvnitř vaší pneumatiky vyvine větší tlak na zadní část pneumatiky než na přední. Situace se obrátí, když zpomalíte,‘říká.
Logo na jeho dresu říká, že je Dr. Richard Martineau, ředitel jaderné vědy a technologie v Idaho National Lab, takže se nehádejte.
Majitel kavárny se ptá Edwardse a Martineaua, jestli jim v bílém plášti, ochranných brýlích, aero helmě a lycře vadíte, takže se omluvíte a odejdete. Fazole začnou působit a vy lámete vítr.
Další rychlý výpočet odhaluje, že pokud vydržíte prdět tři týdny a dva dny, ušetříte v průměru stejnou váhu, jako když naplníte pneumatiky heliem. Možnosti, co?
