Ko šteje vsak gram, je smiselno pnevmatike napolniti s plinom, lažjim od zraka. Ali pa?
Leta 1972 je Eddy Merckx želel, da so njegove pnevmatike napolnjene s plinom, lažjim od zraka, za njegov poskus rekordne ure. Njegov izdelovalec okvirjev, Ernesto Colnago, ni mogel dobiti helija, zato je moral Eddy ostati brez njega, vendar ga to vseeno ni ustavilo pri postavitvi novega rekorda, na okvirju, ki je že izvrtal dovolj lukenj, da bi zmedel švicarsko miško.
Toda kakšna razlika bi bila s tem? Koliko teže bi prihranili? Da bi dobili odgovore, moramo biti znanstveni, zato slecite jopič in sončne čevlje ter si nadenite laboratorijski plašč in zaščitna očala.
Predpostavimo, da vozite kolesa 700c, obuta v 25 mm pnevmatike. Vsak ima prostornino za odtenek pod enim litrom. Da bi ostali v skladu s standardi, ki so jih sprejeli kemiki povsod (razen v ZDA, iz razlogov, ki jih sami poznajo), bomo tudi predpostavili, da se vozite ob morju, tako da je zračni tlak standardna atmosfera in je hladno, skoraj pri ledišču.
Ko so vse te spremenljivke zdaj popravljene, naredimo vsote, medtem ko se vrtimo naprej.
Če bi bile vaše pnevmatike premalo napolnjene do enakega tlaka kot atmosfera, kar je približno 14,5 psi, bi zrak v vsaki tehtal 1,24 grama – skoraj 2,5 g za par.
Vi pa ste razumni in jih imate pri 100psi, saj ste stlačili skoraj sedemkrat več molekul. V tem primeru zrak v eni od vaših pnevmatik tehta 8,56 g – več kot 17 g za par.
Potem pride do katastrofe. Prebadaš – bi verjel? – spredaj in zadaj hkrati. Ker ste znanstvenik, ste pripravljeni in imate rezervne cevi, vendar se vam ročaj črpalke zaskoči.
Na srečo vam mimoidoči prodajalec balonov, navdušen nad vašim belim plaščem in zaščitnimi očali, proda nekaj helija po standardni ceni 1,58 GBP za liter.
Vbrizgate ga skozi pokvarjeni priključek črpalke, s svojimi nadnaravno občutljivimi palci preverite, ali dosežejo natanko 100psi, in se zadovoljni odpeljete ob dobro opravljenem delu.
Takoj opazite razliko, saj pobegnete veliko hitreje. Plin v vsaki pnevmatiki zdaj tehta le 1,18 g. Vaše celotno kolo in vaš dobri jaz sta zaradi helija skoraj 15 g lažja.
To je prihranek, enak teži treh naper.
Na žalost je vaše veselje okrnjeno zaradi še enega dvojnega vboda. Neverjetno, izumiteljica eksperimentalnega avtomobila z gorivnimi celicami se ustavi in preusmeri nekaj vodika iz rezervoarja v dve novi zračnici, ki ste ju vstavili v svoje pnevmatike.
Plačate ji 63 penijev za liter tekoče cene, poganjate pedala in pospešujete še hitreje kot prej, ker je plin v vsaki pnevmatiki pičlih 0,59 g.
V primerjavi z zrakom je vaše kolo zdaj skoraj 16 g lažje z vodikom v gumah – dvignite se za štiri napere.
Hitro spuščanje
Na vaše neskončno veselje se vam pridruži član Hackney CC in se vozi zraven, tako da vaš plapolajoči laboratorijski plašč ne zatakne njegovih koles.
To je Andrea Sella, profesorica kemije na University College London. Opazi tvojo dodatno hitrost, tako da seveda začneš gasiti.
'Eden od izzivov, s katerimi se boste soočili, je, da so delci helija in vodika toliko manjši od molekul zraka, da se lahko prebijajo skozi materiale, ki jih vsebujejo.
'In premikajo se veliko hitreje, zato lahko to storijo hitro – zato se s helijem napolnjeni baloni hitro izpraznijo,' pravi prof.
V tistem trenutku te bočni veter odpihne v žleb, kjer skoraj predvidljivo zajahaš čez kos stekla in žareč cigaretni ogorek.
Neizogibno predrtje sprednje pnevmatike sprosti vodik in, če poznate dramatično vnetljivost najlažjega in najpogostejšega elementa v vesolju, se bojite požara hindenburških razsežnosti.
Sella pa samo skomigne z rameni, nemoteno. "Vodik se hitro razprši, zato je malo verjetno, da bi se vnel in zagorel," pravi. "Da bi se to zgodilo, bi verjetno potrebovali z vodikom napihnjen peloton pnevmatik v zaprti kolesarnici in vse predrti naenkrat."
Ko si sposodiš njegovo črpalko, da v novo cevko, ki ti jo je prijazno dal, dovajaš zrak, pravi, da če te skrbi, uporabi helij, saj je popolnoma inerten, čeprav dvakrat težji od vodika.
Preden lahko pojasnite, da ste že poskusili helij, sprejme klic dr. Michaela de Podeste, glavnega raziskovalca v Nacionalnem fizičnem laboratoriju, ki izpostavi še eno pomanjkljivost helija.
'Je manj stisljiv, zato bo omogočil težjo vožnjo,' pravi. »Vodik je mehkejši.« Zdaj ste veseli, da imate spet zrak v sprednji pnevmatiki, saj se še bolje odziva na grobo cestno površino.
S toliko znanja, ki ga je treba prebaviti, se ustavite v topli kavarni in se usedete za krožnik fižola na toastu, ugotovite, da si delite mizo z Gordonom Edwardsom, častnim znanstvenim sodelavcem v Nacionalnem fizičnem laboratoriju.
Poudarja, da je kakršna koli teža, prihranjena na platišču, ne glede na to, ali gre za lažji plin ali tanjše pnevmatike, dvakrat bolj učinkovita, kot bi bila drugje na kolesu ali kolesarju.
'Zaradi tega je pospeševanje in prosti tek navzdol hitrejše,' pravi.
Nerodno, vaš želodec klokota, kar vas spodbudi, da vprašate o gibanju plina v pnevmatiki. "Ko začnete, se ne bo vrtel, vendar ga bo trenje s pnevmatiko hitro potegnilo do enake hitrosti," pravi Edwards.
'Zrak je bolj viskozen kot helij in vodik, zato bo predvidoma potreboval najdlje, vendar predvidevam, da je za katerega koli od njiju čas do ravnovesja v nekaj sekundah.”
Drugi kolesar se nagne čez, se opraviči za prekinitev in doda: »Ko se začnete premikati naprej, bo morebitni plin v vaši pnevmatiki povzročil večji pritisk na zadnji strani pnevmatike kot na sprednji. Situacija je obrnjena, ko upočasniš, «pravi.
Logotip na njegovem dresu pravi, da je dr. Richard Martineau, direktor jedrske znanosti in tehnologije v nacionalnem laboratoriju Idaho, zato se ne prepirajte.
Lastnik kavarne vpraša Edwardsa in Martineauja, ali ju vi, v belem plašču, zaščitnih očalih, aero čeladi in likri, motite, zato se opravičite in odidete. Zrna začnejo veljati in zaprete veter.
Še en hiter izračun razkrije, da če lahko prdiš tri tedne in dva dni, boš v povprečju prihranil enako težo, kot če bi pnevmatike napolnil s helijem. Izbire, kajne?
