Eu sei que os balões de hélio flutuam porque são menos densos que o ar. Não estou esperando que minha bicicleta flutue, embora isso seja muito legal. Só quero saber se substituir o ar normal por hélio nos pneus produzirá um efeito perceptível em seu peso. O hélio “elevará” / reduzirá a força do peso na bicicleta?
Comentários
- Se você ‘ está planejando enviar sua bicicleta e deseja economize alguns dólares fazendo a bicicleta pesar menos, ‘ lamento ter de desapontá-lo. O preço que você ‘ vai pagar pois o hélio superará o lucro marginal que você poderia obter enchendo os pneus com hélio, mesmo adicionando balões de hélio ‘ não salvará você o suficiente. Conheço alguém em algum lugar já testou isso, no entanto Esqueci onde li isto ou vi o vídeo, então posso ‘ citar uma fonte mais.
- Pense na pouca quantidade de ar que os pneus deslocam. com um vácuo perfeito dentro dos pneus (enquanto ainda mag icamente mantendo a forma dos pneus) essa é toda a sustentação que você pode conseguir.
- Deve-se ter em mente que o hélio vazará pelas laterais do pneu muito mais rapidamente do que o ar normal. Ou seja, o pneu vai furar rapidamente.
- @GroundZero pode haver algum hélio não usado espalhado (na verdade, tenho um pouco de hélio não usado no meu quarto de hóspedes), tornando-se um custo baixo . Eu não ‘ não acho que ‘ d me incomodaria da mesma forma.
Resposta
Isso o deixará mais claro, mas o efeito será muito pequeno. O volume do tubo é provavelmente inferior a um litro. Um mol de um gás ideal equivale a 23 litros à pressão atmosférica. Então você tem cerca de 0,2 mol de gás a 4 bar de pressão. O hélio pesa 4 g / mol, o nitrogênio cerca de 28 g / mol. Portanto, para 0,2 mol, os pesos são 0,8 ge 5,6 g. Limpar a sujeira da moldura terá um efeito maior.
Os átomos de hélio são menores do que as moléculas de nitrogênio. Portanto, há uma maior taxa de difusão através dos pneus da bicicleta. Seus pneus ficarão vazios mais rápido do que o normal. Portanto, não é realmente uma boa idéia usar hélio.
Comentários
- Os comentários não são para discussão extensa; esta conversa foi movida para o chat .
- Através dos pneus haveria efusão, não difusão, não?
- De acordo com outra resposta (Dmitry), sua matemática está errada. O conceito é válido, mas ele calcula que o voume será de 2,4 litros, contendo 11,5 litros de gás, efetuando cerca de 12 gramas de diferença;) E ele tem um link para justificar sua matemática – parece que você subestimou seriamente o volume de um pneu típico.
- Martin ‘ a estimativa de volume é mais próxima (Dmitry usou o tamanho da roda, que é muito maior do que o tubo). O tubo está assentado em uma forma estranha, mas ‘ um pouco menos de 1 ” de largura e um pouco mais de 1 ” de altura. 29 ” * Pi * 1 ” * 1 ” é uma boa aproximação = 1,5 L . Provavelmente, as câmaras-de-ar estreitas para pneus de bicicletas de estrada (que é onde as pessoas se importam com oito) estão mais próximas de < 1 L e pneus grossos de MTB estão mais perto de > = 2 L
- Os tubos da bicicleta @RyanCavanaugh Road são menores, mas são inflados a pressões significativamente mais altas (6 a 9 bar), portanto, têm aproximadamente a mesma quantidade de ar.
Resposta
O hélio tem sido usado em pneus de bicicleta de corrida para eventos de pista coberta (velódromo).
O o hélio diminuirá o peso geral da bicicleta e do piloto apenas ligeiramente e reduzirá um pouco o momento angular dos pneus.
Também existe a possibilidade de o hélio ser mais “elástico” do que o ar normal ou o nitrogênio puro, o que reduziria a resistência ao rolamento, mas não encontrei nenhum artigo sobre isso. O hélio é ligeiramente menos compressível do que o ar, mas não sei se isso afeta a “elasticidade”.
Dependendo da tecnologia do pneu, o hélio vaza muito rapidamente para ser útil em um evento de longo período, como um percurso da estrada. Isso poderia mudar se pneus sem câmara pudessem ser feitos para não vazar hélio. Não sei se as regras para ciclismo foram alteradas para proibir hélio em pneus.
Atualização – lá pode ser outro fator, a dissipação de calor.
“Usamos hélio porque é um ótimo condutor de calor. Nossos aros e pneus eram tão finos que o calor era um perigo e o hélio ajudava a mantê-los legal.”
Role um pouco para baixo neste tópico do fórum :
Lembro-me de alguém mencionando décadas atrás que o uso de hélio permitia que uma pressão um pouco mais alta fosse usada nos pneus de bicicleta de pista, o que poderia estar relacionado à dissipação de calor, mas ainda não encontrei um artigo que confirme isso.
Comentários
- Eu não ‘ usaria a palavra “elástico” com gases – tanto o ar quanto o hélio são muito elásticos em processos puramente compressivos (adiabáticos) (eles são bem próximos de gases ideais ), no que diz respeito à compressão, a deformação da borracha quase certamente dominaria a energia dissipação.
- Improvável IMO, mas possivelmente também relevante para a resistência ao rolamento, é o movimento incompressível do gás ao longo do pneu. Eu ‘ d conjecturo que este é um fluxo bastante laminar, caso em que ‘ d precisamos comparar as viscosidades … a esse respeito , ar e hélio são muito semelhantes . Se a turbulência precisa ser considerada, o hélio pode ter uma vantagem graças ao menor número de Reynolds .
- Apenas um pensamento entre outros: já que o hélio é mais leve que o ar, você poderia aumentar a pressão do pneu, portanto, rigidez – ligada à densidade da matéria de enchimento?
- @Benj – Eu acho que a compressibilidade seria mais um fator do que a densidade em termos de deformação do pneu. A densidade afetaria o momento associado à deformação, mas suponho que a compressibilidade teria um efeito mais significativo.
- @rcgldr Parece uma teoria realista.
Resposta
O tamanho de roda mais comum para mountain bikes é um toro com R = 307 mm e r = 27 mm. Assumindo cerca de 7 mm de borracha na superfície de rolamento, isso equivale a cerca de 2,4 litros de volume. Para uma pressão típica de 70 psi, você bombeará 11,5 litros de ar em seu pneu. Esse ar teria uma massa de cerca de 14 gramas e um volume igual de hélio seria de cerca de 2 gramas.
Para ambas as rodas, substituir o ar por hélio proporcionaria cerca de 24 gramas de redução de peso. Não vale a pena, a menos que você esteja prestes a estabelecer um recorde olímpico e cada grama conte.
Além disso, se sua bicicleta tinha pneus grandes o suficiente para que enchê-los com hélio fizesse a bicicleta flutuar, ela flutuaria de cabeça para baixo;)
Comentários
- Não ‘ não esqueça que além da economia de massa, você ‘ re-economiza o momento angular, já que toda essa massa está na parte externa da roda em rotação.
- Para aqueles de nós que não se lembram realmente de quanto é 70 psi, é cerca de 480 kPa (ou 4,8 bar).