Kui iga gramm loeb, on mõistlik rehve üles pumbata õhust kergema gaasiga. Või on nii?
Aastal 1972 soovis Eddy Merckx oma tunnirekordi katseks täita oma rehvid õhust kergema gaasiga. Tema raamiehitaja Ernesto Colnago ei saanud heeliumi kätte, nii et Eddy pidi ilma jääma, kuid see ei takistanud teda niikuinii püstitamast uut rekordit raamil, mis oli juba piisav alt auke puuritud, et Šveitsi hiirt segadusse ajada.
Aga mis vahet sellel oleks olnud? Kui palju kaalu säästaks? Vastuste saamiseks peame olema teaduslikud, nii et võtke seljast püksiriided ja päikesepüksid ning kandke selga laborikittel ja kaitseprillid.
Oletame, et sõidate 700c ratastega, millel on 25 mm rehvid. Igaüks neist on mahuga alla ühe liitri. Et püsida kooskõlas keemikute kokkulepitud standarditega kõikjal (välja arvatud USA-s neile kõige paremini teadaolevatel põhjustel), eeldame ka, et sõidate mere ääres, nii et õhurõhk on standardne atmosfäär ja see on jahe, peaaegu külmumispunkt.
Kõik need muutujad on nüüd fikseeritud, arvutame summad, kui liigume edasi.
Kui teie rehvid oleksid alla pumbatud atmosfääriga samale rõhule, mis on umbes 14,5 psi, kaaluks iga rehvi õhk 1,24 grammi – paari puhul peaaegu 2,5 g.
Te olete siiski mõistlik ja hoidke neid 100 psi juures, olles pigistanud sisse peaaegu seitse korda rohkem molekule. Sel juhul kaalub ühes teie rehvis olev õhk 8,56 g – paari puhul rohkem kui 17 g.
Siis tabab katastroof. Sa torkad – kas usuksid? – ees ja taga üheaegselt. Teadlasena olete valmis ja teil on varutorusid, kuid teie pumba käepide klõpsab.
Õnneks müüb mööduv õhupallimüüja, kellele teie valge kittel ja kaitseprillid muljet avaldavad, teile heeliumi standardhinnaga 1,58 naela liiter.
Pritsite selle katkise pumba pistiku kaudu sisse, kasutage oma enneloomulikult tundlikke pöidlaid, et kontrollida, kas need saavutavad täpselt 100 psi, ja sõidate hästi tehtud tööga rahulolev alt minema.
Kohe märkate erinevust, tõmblukuga eemaldamine toimub palju kiiremini. Igas rehvis olev gaas kaalub nüüd vaid 1,18 g. Kogu teie jalgratas ja teie hea mina on tänu heeliumile peaaegu 15 g kergemad.
See on sääst, mis võrdub kolme kodara kaaluga.
Kahjuks vähendab teie rõõmu järjekordne topelttorke. Uskumatu, et eksperimentaalse kütuseelemendiga auto leiutaja tõmbab kõrvale ja suunab oma paagist vesinikku veel kahte uude torusse, mille olete oma rehvidesse libistanud.
Makstes talle 63 penni liitri kohta, pedaalite minema, kiirendades veelgi kiiremini kui varem, sest iga rehvi gaas on tühine 0,59 g.
Võrreldes õhuga, on teie jalgratas nüüd peaaegu 16 g kergem, kuna rehvides on vesinik – see on nelja kodara väärtusega.
Läheb kiiresti alla
Teie täielikuks rõõmuks liitub Hackney CC liige teiega ja sõidab kõrvuti, pakkudes laia magamisaseme, et teie lehviv laborimantel tema rattaid kinni ei hakkaks.
See on Andrea Sella, Londoni ülikooli kolledži keemiaprofessor. Ta märkab teie lisakiiruse pööret, nii et loomulikult hakkate gaasi ajama.
‘Üks väljakutseid, mille leiate, on see, et heeliumi ja vesiniku osakesed on õhumolekulidest nii palju väiksemad, et võivad neid sisaldavatest materjalidest läbi vingerdada.
'Ja nad liiguvad palju kiiremini, et saaksid seda kiiresti teha – seepärast tühjenevad heeliumiga täidetud õhupallid kiiresti,“ütleb prof.
Sel hetkel puhub külgtuul teid vihmaveerenni, kus peaaegu etteaimatav alt sõidate üle klaasitüki ja hõõguva sigaretikoni.
Esirehvi vältimatu läbitorkamine vabastab vesiniku ja teades universumi kõige kergema ja rikkalikuma elemendi dramaatilist süttivust, kardate Hindenburgi mõõtmetega tulekahju.
Sella kehitab aga häirimatult vaid õlgu. "Vesinik hajub kiiresti, mistõttu on ebatõenäoline, et see süttib ja põleb," ütleb ta. "Selleks on teil tõenäoliselt vaja suletud rattahoidlas vesinikuga täispumbatud rehve ja kõik korraga läbi torgata."
Kui laenate tema pumpa, et lasta õhku uude torusse, mille ta teile lahkelt andis, ütleb ta, et kui olete mures, peaksite kasutama heeliumi, kuna see on täiesti inertne, kuigi kaks korda raskem kui vesinik.
Enne kui saate selgitada, et olete heeliumi juba proovinud, helistab ta riikliku füüsikalabori juhtivteadurilt dr Michael de Podest alt, kes juhib tähelepanu veel ühele heeliumi puudusele.
„See on vähem kokkusurutav, nii et see annab raskema sõidu,” ütleb ta. „Vesinik on pehmem”. Nüüd on teil hea meel, et esirehvis on taas õhk, sest see reageerib karedale teekattele veelgi paremini.
Kuna seedimiseks on nii palju teadmisi, peatute soojas kohvikus ja istute röstsaia ubade taldriku kõrvale, avastades end jagamas lauda riikliku füüsikalabori emeriitliikme Gordon Edwardsiga.
Ta juhib tähelepanu sellele, et veljes säästetud raskus, olgu see siis kergema gaasiga või väiksemate rehvidega, on kaks korda tõhusam kui mujal ratta või jalgratturi puhul.
„See muudab kiirendamise ja allamäge vabajooksu kiiremaks,“ütleb ta.
Piinlikul kombel koriseb teie kõht, mis sunnib küsima gaasi liikumise kohta rehvi sees. "Käivitamisel see ei pöörle, kuid hõõrdumine rehviga tõmbab selle kiiresti samale kiirusele," ütleb Edwards.
'Õhk on viskoossem kui heelium ja vesinik, nii et see võtab arvatavasti kõige kauem aega, kuid ma arvan, et kõigi nende puhul on tasakaalu saavutamiseks kuluv aeg suurusjärgus mõni sekund.”
Teine jalgrattur kummardub risti, vabandab katkestamise pärast ja lisab: „Kui hakkate edasi liikuma, avaldab teie rehvis olev gaas rehvi tagaosas rohkem survet kui ees. Olukord on vastupidine, kui aeglustate, ütleb ta.
Tema särgil olev logo ütleb, et ta on dr Richard Martineau, Idaho riikliku labori tuumateaduse ja -tehnoloogia direktor, nii et te ei vaidle vastu.
Kohvikuomanik küsib Edwardsilt ja Martineau'lt, kas te, valges kitlis, kaitseprillides, aerokiivris ja lükraga, ei häiri neid, nii et vabandate ja lahkute. Oad mõjuvad ja sa murrad tuule.
Veel üks kiire arvutus näitab, et kui suudate peeretada kolm nädalat ja kaks päeva, säästate keskmiselt sama palju kaalu, kui rehve heeliumiga täites. Valikud, ah?
