Kada se svaki gram računa, ima smisla pumpati gume plinom lakšim od zraka. Ili može?
Godine 1972. Eddy Merckx želio je da mu se gume napune plinom lakšim od zraka za njegov pokušaj rekorda na satu. Njegov graditelj okvira, Ernesto Colnago, nije mogao doći do helija, pa je Eddy morao ostati bez njega, ali to ga svejedno nije spriječilo da postavi novi rekord, na okviru koji je već izbušen s dovoljno rupa da zbuni švicarskog miša.
Ali kakva bi razlika bila? Koliko bi se težine uštedjelo? Da bismo dobili odgovore, moramo biti znanstvenici, stoga skinite svoju jaknu i sunčane naočale i obucite laboratorijsku kutu i zaštitne naočale.
Pretpostavimo da vozite kotače 700c s gumama od 25 mm. Svaki ima volumen nijansu ispod jedne litre. Kako bismo ostali u skladu sa standardima koje su dogovorili kemičari posvuda (osim u SAD-u, iz razloga koje oni sami najbolje znaju), također ćemo pretpostaviti da se vozite uz more, tako da je tlak zraka jedna standardna atmosfera i prohladno je, otprilike na točki smrzavanja.
Sa svim tim varijablama sada popravljenim, zbrajajmo dok se vrtimo.
Ako su vaše gume bile premalo napuhane na isti tlak kao atmosfera, što je oko 14,5psi, zrak u svakoj bi težio 1,24 grama – gotovo 2,5g za par.
Vi ste, međutim, razumni i imate ih na 100psi, jer ste istisnuli gotovo sedam puta više molekula. U tom slučaju zrak u jednoj od vaših guma teži 8,56 g – više od 17 g za par.
Onda dolazi katastrofa. Probušite - biste li vjerovali? – sprijeda i straga istovremeno. Budući da ste znanstvenik, spremni ste i imate rezervne cijevi, ali ručka vaše pumpe pukne.
Srećom, prodavač balona u prolazu, impresioniran vašom bijelom kutom i zaštitnim naočalama, prodaje vam malo helija po standardnoj cijeni od £1,58 po litri.
Ubrizgate ga kroz pokvareni konektor pumpe, upotrijebite svoje nadprirodno osjetljive palčeve da provjerite da li dostižu točno 100psi i odjašete zadovoljni dobro obavljenim poslom.
Odmah primjećujete razliku, nestajete puno brže. Plin u svakoj gumi sada teži samo 1,18 g. Vaš cijeli bicikl i vaše dobro ja gotovo su 15 g lakši, zahvaljujući heliju.
To je ušteda jednaka težini tri žbice.
Nažalost, vaša radost je smanjena još jednim dvostrukim ubodom. Nevjerojatno, izumiteljica eksperimentalnog automobila s gorivnim ćelijama staje i preusmjerava nešto vodika iz svog spremnika u još dvije nove zračnice koje ste umetnuli u svoje gume.
Plaćajući joj cijenu od 63 penija po litri, pedalirate, ubrzavajući još brže nego prije jer je plin u svakoj gumi mizernih 0,59 g.
U usporedbi sa zrakom, vaš je bicikl sada gotovo 16 g lakši s vodikom u gumama – vozite se za četiri kraka.
Spuštanje brzo
Na vaše neskriveno zadovoljstvo, član Hackney CC-a vam se pridružuje i vozi uz vas, dajući širok prostor tako da vaša lepršava laboratorijska kuta ne zaglavi njegove kotače.
To je Andrea Sella, profesorica kemije na Sveučilištu u Londonu. Primijetio je tvoju dodatnu brzinu pa, prirodno, počinješ gasiti.
‘Jedan od izazova s kojim ćete se susresti jest da su čestice helija i vodika toliko manje od molekula zraka da se mogu provlačiti kroz materijale koji ih sadrže.
'I kreću se mnogo brže pa to mogu učiniti brzo – zbog čega se baloni punjeni helijem brzo ispuhuju,' kaže prof.
U tom trenutku vas bočni vjetar odnese u oluk gdje, gotovo predvidljivo, jašete preko komada stakla i užarenog opuška.
Neizbježno probijanje prednje gume oslobađa vodik i, znajući dramatičnu zapaljivost najlakšeg i najobilnijeg elementa u svemiru, bojite se požara Hindenburgovih razmjera.
Sella, međutim, samo sliježe ramenima, neuznemireno. 'Vodik se brzo raspršuje pa je malo vjerojatno da će se zapaliti i izgorjeti', kaže on. 'Da bi se to dogodilo, vjerojatno bi vam trebala gomila guma napuhanih vodikom u zatvorenoj spremištu za bicikle i sve odjednom probušene.'
Dok posuđujete njegovu pumpu da ubacite zrak u novu cijev koju vam je ljubazno dao, on kaže da biste, ako ste zabrinuti, trebali upotrijebiti helij jer je potpuno inertan, iako dvostruko teži od vodika.
Prije nego što uspijete objasniti da ste već probali helij, on prima poziv od dr. Michaela de Podeste, glavnog istraživača u Nacionalnom fizikalnom laboratoriju, koji ističe još jedan nedostatak helija.
'Manje je kompresivan pa će biti teža vožnja,' kaže on. ‘Vodik je mekši.’ Drago vam je što sada ponovno imate zraka u prednjoj gumi jer još bolje reagira na neravnu površinu ceste.
S toliko znanja za probaviti, svratite u topli kafić i smjestite se uz tanjur graha na tostu, zateknete se za stolom s Gordonom Edwardsom, znanstvenim suradnikom emeritusom u Nacionalnom fizikalnom laboratoriju.
Ističe da je svaka ušteda težine na rubu, bilo putem manjeg plina ili tanjih guma, dvostruko učinkovitija nego bilo gdje drugdje na biciklu ili biciklistu.
'To čini ubrzavanje i slobodno kretanje nizbrdo bržim,' kaže on.
Neugodno, želudac vam krči, što vas navodi da pitate o kretanju plina unutar gume. 'Kad krenete, neće se okretati, ali će ga trenje s gumom brzo povući do iste brzine', kaže Edwards.
'Zrak je viskozniji od helija i vodika pa će mu, vjerojatno, trebati najduže, ali pretpostavljam da je za bilo koji od njih vrijeme do ravnoteže reda veličine nekoliko sekundi.”
Drugi biciklist se naginje, ispričava se što vas prekida i dodaje: 'Kad se počnete kretati naprijed, svaki plin unutar vaše gume stvarat će veći pritisak na stražnji dio gume nego na prednji. Situacija je obrnuta kada usporiš,’ kaže.
Logo na njegovom dresu kaže da je on dr. Richard Martineau, direktor nuklearne znanosti i tehnologije u Nacionalnom laboratoriju Idaho, tako da se ne svađate.
Vlasnik kafića pita Edwardsa i Martineaua smetate li im vi, u bijeloj kuti, zaštitnim naočalama, aero kacigi i likri, pa se ispričavate i odlazite. Grah stupa na snagu i razbijaš vjetar.
Još jedan brzi izračun otkriva da ćete, ako možete nastaviti prdjeti tri tjedna i dva dana, u prosjeku uštedjeti istu težinu kao da napunite svoje gume helijem. Izbori, ha?
