¿El helio en los neumáticos de una bicicleta la hará más ligera?

Lo hará más ligero, pero el efecto será muy pequeño. El volumen del tubo probablemente sea inferior a un litro. Un mol de gas ideal equivale a 23 litros a presión atmosférica. Así que tiene alrededor de 0,2 moles de gas a 4 bar de presión. El helio pesa 4 g / mol, el nitrógeno alrededor de 28 g / mol. Entonces, para 0.2 mol, los pesos son 0.8 gy 5.6 g. Limpiar la suciedad del cuadro tendrá un mayor efecto.

Los átomos de helio son más pequeños que las moléculas de nitrógeno. Por tanto, existe una mayor tasa de difusión a través de los neumáticos de la bicicleta. Sus neumáticos se desinflarán más rápido de lo normal. Por lo tanto, no es realmente una buena idea usar helio.

Comentarios

• Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación ha sido movida a charlar .
• A través de los neumáticos habría efusión, no difusión, ¿no?
• Según otra respuesta (Dmitry), sus matemáticas están mal. El concepto es válido, pero calcula que el volumen es de 2,4 litros, que contienen 11,5 litros de gasolina, lo que produce una diferencia de aproximadamente 12 gramos;) Y tiene un enlace para justificar sus cálculos: parece que subestimó gravemente el volumen de un neumático típico.
• La estimación del volumen de Martin ‘ es más cercana (Dmitry usó el tamaño de la rueda, que es mucho más grande que el tubo). El tubo tiene una forma extraña pero ‘ tiene un poco menos de 1 » de ancho y un poco más de 1 » alto. 29 » * Pi * 1 » * 1 » es una buena aproximación = 1,5 L . Probablemente los tubos delgados de los neumáticos de bicicleta de carretera (que es donde a la gente le importan ocho) estén más cerca de < 1 L y los neumáticos anchos de MTB están más cerca de > = 2 L
• @RyanCavanaugh Los tubos de bicicleta de carretera son más pequeños pero están inflados a presiones significativamente más altas (6 a 9 bares), por lo que tienen aproximadamente la misma cantidad de aire en ellos.

El helio se ha utilizado en neumáticos de bicicleta de carreras para eventos de pista cubierta (velódromo).

El El helio disminuirá el peso total de la bicicleta y el ciclista solo ligeramente, y reducirá un poco el momento angular de los neumáticos.

También existe la posibilidad de que el helio sea más «elástico» que el aire normal o el nitrógeno puro, lo que reduciría la resistencia a la rodadura, pero no he encontrado ningún artículo al respecto. El helio es un poco menos compresible que el aire, pero no sé si esto afecta la «elasticidad».

Dependiendo de la tecnología del neumático, el helio se escapa demasiado rápido para ser útil para un evento de período más largo, como circuito de carretera. Esto podría cambiar si se pudieran fabricar neumáticos sin cámara para que no fugas de helio. No sé si las reglas para las carreras de bicicletas han cambiado para no permitir el helio en los neumáticos.

Actualización – allí Puede haber otro factor, la disipación de calor.

«Usamos helio porque es un buen conductor del calor. Nuestras llantas y neumáticos eran tan delgados. La acumulación de calor era un peligro y el helio ayudó a mantenerlos frio.»

Desplácese un poco hacia abajo en este foro hilo:

Recuerdo que hace décadas alguien mencionó que el uso de helio permitió que se usara una presión algo más alta en los neumáticos de las bicicletas de pista, lo que podría estar relacionado con la disipación de calor, pero todavía no he encontrado un artículo que lo confirme.

Comentarios

• Yo no ‘ t usaría la palabra «elástico» con gases; tanto el aire como el helio son muy elásticos en procesos puramente compresivos (adiabáticos) (se aproximan bien como gases ideales ), por lo que en lo que respecta a la compresión, la deformación del caucho casi con certeza dominaría la energía disipación.
• Improbable OMI, pero posiblemente también relevante para la resistencia a la rodadura, es el movimiento incompresible del gas a lo largo del neumático. ‘ d conjeturaba que este es un flujo laminar bastante, en cuyo caso ‘ tendríamos que comparar viscosidades … en ese sentido , el aire y el helio son bastante similares . Si es necesario considerar la turbulencia, el helio podría tener una ventaja gracias a un número de Reynolds más bajo.
• Solo un comentario entre otros: dado que el helio es más ligero que el aire, podría aumentar la presión de los neumáticos y, por lo tanto, la rigidez, ¿ligada a la densidad de la materia de relleno?
• @Benj: creo que la compresibilidad sería un factor más importante que la densidad en términos de deformación del neumático. La densidad afectaría el impulso asociado con la deformación, pero supongo que la compresibilidad tendría un efecto más significativo.
• @rcgldr Parece una teoría realista.

El tamaño de rueda más común para bicicletas de montaña es un toro con R = 307 mm y r = 27 mm. Suponiendo aproximadamente 7 mm de goma en la superficie de rodadura, esto equivale a aproximadamente 2,4 litros de volumen. Para una presión típica de 70 psi, bombearás 11,5 litros de aire en tu llanta. Ese aire tendría una masa de aproximadamente 14 gramos y un volumen igual de helio sería de aproximadamente 2 gramos.

Para ambas ruedas, reemplazar el aire con helio le daría alrededor de 24 gramos de reducción de peso. No vale la pena, a menos que esté a punto de establecer un récord olímpico y cada gramo cuente.

Además, si su bicicleta tenía neumáticos lo suficientemente grandes como para llenarlos con helio haría que la bicicleta flotara, flotaría boca abajo;)

Comentarios

• Don ‘ No olvides que además del ahorro de masa, ‘ estás ahorrando momento angular, ya que toda esa masa está en la parte exterior de la rueda giratoria.
• Para aquellos de nosotros que realmente no recordamos cuánto es 70 psi, es aproximadamente 480 kPa (o 4,8 bar).