Apabila setiap gram dikira, masuk akal untuk mengepam tayar dengan gas yang lebih ringan daripada udara. Atau adakah ia?
Pada tahun 1972 Eddy Merckx mahu tayarnya diisi dengan gas yang lebih ringan daripada udara untuk percubaan Hour Recordnya. Pembina bingkainya, Ernesto Colnago, tidak dapat memegang sebarang helium, jadi Eddy terpaksa melepaskannya, tetapi itu tidak menghalangnya untuk mencipta rekod baharu, pada bingkai yang telah digerudi dengan lubang yang mencukupi untuk mengelirukan tetikus Switzerland.
Tetapi apakah perbezaannya? Berapakah berat yang akan disimpan? Untuk mendapatkan jawapan, kita perlu bersikap saintifik, jadi tanggalkan penampilan anda dan pakaikan kot makmal dan cermin mata keselamatan.
Mari andaikan anda menggunakan tayar 700c dengan tayar 25mm. Setiap satu mempunyai volum teduh di bawah satu liter. Untuk kekal selaras dengan piawaian yang dipersetujui oleh ahli kimia di mana-mana sahaja (kecuali di AS, atas sebab yang paling diketahui oleh mereka sendiri), kami juga akan menganggap anda menunggang di tepi laut, jadi tekanan udara adalah satu suasana standard, dan ia sejuk., hampir takat beku.
Dengan semua pembolehubah tersebut kini telah ditetapkan, mari kita lakukan jumlahnya sambil kita berputar bersama.
Jika tayar anda kurang kembung pada tekanan yang sama seperti atmosfera, iaitu kira-kira 14.5psi, udara di dalam setiap tayar akan seberat 1.24 gram – hampir 2.5g untuk sepasang.
Anda, walaupun, waras dan mempunyainya pada 100psi, setelah memerah hampir tujuh kali lebih banyak molekul. Dalam kes itu, udara dalam salah satu tayar anda seberat 8.56g – lebih daripada 17g untuk sepasang.
Kemudian bencana menimpa. Anda tebuk - adakah anda percaya? - depan dan belakang serentak. Sebagai seorang saintis, anda sudah bersedia dan mempunyai tiub ganti, tetapi pemegang pam anda terkunci.
Nasib baik, penjual belon yang lalu-lalang, kagum dengan kot putih dan cermin mata pelindung anda, menjual beberapa helium kepada anda pada kadar standard £1.58 seliter.
Anda memancutkannya melalui penyambung pam yang rosak, gunakan ibu jari anda yang sensitif secara semula jadi untuk memastikan ia mencapai 100psi tepat, dan menunggang dengan berpuas hati dengan kerja yang dilakukan dengan baik.
Seterusnya anda akan nampak perbezaannya, zip pergi dengan lebih pantas. Gas dalam setiap tayar kini hanya seberat 1.18g. Keseluruhan basikal anda dan diri anda yang baik hampir 15g lebih ringan, terima kasih kepada helium.
Ia adalah penjimatan bersamaan dengan berat tiga jejari.
Malangnya, kegembiraan anda dihalang oleh satu lagi tusukan berganda. Sungguh luar biasa, pencipta kereta sel bahan api eksperimen berhenti dan mengalihkan sedikit hidrogen dari tangkinya ke dalam dua lagi tiub baharu yang telah anda masukkan ke dalam tayar anda.
Membayar dia pada harga 63p seliter, anda mengayuh jauh, memecut lebih pantas daripada sebelumnya kerana gas dalam setiap tayar adalah 0.59g.
Berbanding dengan udara, basikal anda kini hampir 16g lebih ringan dengan hidrogen dalam tayar – naik dengan harga empat jejari.
Turun dengan pantas
Untuk menggembirakan anda, ahli Hackney CC menyertai anda dan menunggang bersama-sama, memberikan tempat berlabuh yang luas supaya kot makmal anda yang mengepak tidak menghalang rodanya.
Ia Andrea Sella, profesor kimia di University College London. Dia perasan pusingan kelajuan tambahan anda jadi, secara semula jadi, anda mula mengeluarkan gas.
‘Salah satu cabaran yang anda akan temui ialah zarah-zarah helium dan hidrogen adalah jauh lebih kecil daripada molekul udara sehingga mereka boleh menggeliat melalui bahan yang mengandunginya.
'Dan mereka bergerak lebih cepat supaya mereka boleh melakukannya dengan cepat – itulah sebabnya belon berisi helium mengempis dengan cepat,’ kata prof.
Pada ketika itu angin sisi meniup anda ke dalam longkang di mana, hampir dapat diramalkan, anda menaiki cebisan kaca dan puntung rokok yang bercahaya.
Tusukan yang tidak dapat dielakkan pada tayar hadapan mengeluarkan hidrogen dan, mengetahui kemudahbakaran dramatik unsur paling ringan dan paling banyak di alam semesta, anda takut akan kebakaran perkadaran Hindenburg.
Sella, walaupun, hanya mengangkat bahu, tidak terganggu. 'Hidrogen tersebar dengan cepat jadi ia tidak mungkin terbakar dan terbakar, ' katanya. 'Untuk itu, anda mungkin memerlukan peloton tayar yang ditiup hidrogen di dalam bangsal basikal yang tertutup dan semua tusukan sekali gus.'
Sambil anda meminjam pamnya untuk memasukkan udara ke dalam tiub baru yang dia berikan kepada anda, dia berkata bahawa jika anda bimbang, anda harus menggunakan helium kerana ia benar-benar lengai, walaupun dua kali lebih berat daripada hidrogen.
Sebelum anda boleh menjelaskan bahawa anda sudah mencuba helium, dia menerima panggilan daripada Dr Michael de Podesta, saintis penyelidikan utama di Makmal Fizikal Kebangsaan, yang menunjukkan satu lagi kelemahan helium.
‘Ia kurang mampat jadi ia akan memberikan perjalanan yang lebih sukar,’ katanya. ‘Hidrogen lebih lembut.’ Anda kini gembira kerana mempunyai udara semula pada tayar hadapan kerana ia lebih baik dalam bertindak balas terhadap permukaan jalan yang kasar.
Dengan begitu banyak pengetahuan untuk dihadam, anda singgah di kafe hangat dan berehat dengan sepinggan kacang sambil dibakar, mendapati diri anda berkongsi meja dengan Gordon Edwards, felo sains emeritus di Makmal Fizikal Kebangsaan.
Beliau menegaskan bahawa sebarang berat yang disimpan pada rim, sama ada melalui gas yang lebih ringan atau tayar yang lebih kurus, adalah dua kali lebih berkesan berbanding di tempat lain pada basikal atau penunggang basikal.
‘Ia menjadikan pecutan dan roda bebas menuruni bukit lebih pantas,’ katanya.
Memalukan, perut anda berkeroncong, yang mendorong anda bertanya tentang pergerakan gas di dalam tayar. 'Semasa anda bermula, ia tidak akan berputar tetapi geseran dengan tayar akan menyeretnya dengan cepat ke kelajuan yang sama,' kata Edwards.
'Udara lebih likat daripada helium dan hidrogen jadi, mungkin, akan mengambil masa yang paling lama tetapi saya rasa, bagi mana-mana daripadanya, masa untuk keseimbangan adalah dalam urutan beberapa saat.”
Seorang lagi penunggang basikal mencondongkan badan, memohon maaf kerana mengganggu dan menambah, ‘Apabila anda mula bergerak ke hadapan, sebarang gas di dalam tayar anda akan memberikan lebih banyak tekanan di bahagian belakang tayar berbanding di hadapan. Keadaan menjadi terbalik apabila anda perlahan, ' katanya.
Logo pada jersinya mengatakan bahawa dia ialah Dr Richard Martineau, pengarah sains dan teknologi nuklear di Idaho National Lab, jadi anda jangan membantah.
Pemilik kafe bertanya kepada Edwards dan Martineau sama ada anda, berkot putih, cermin mata keselamatan, topi keledar aero dan lycra, mengganggu mereka, jadi anda memohon maaf dan pergi. Kacang berkuat kuasa dan anda memecahkan angin.
Satu lagi pengiraan pantas mendedahkan bahawa jika anda boleh terus kentut selama tiga minggu dan dua hari, anda akan, secara purata, menjimatkan berat yang sama seperti mengisi tayar anda dengan helium. Pilihan, eh?
