NEDEN LASTİKLERİMİZİ HELYUMLA DOLDURMUYORUZ?
1972 yılında Eddy Merkcx Saat Rekoru’nu kırma denemesi için lastiklerini havadan daha hafif bir gazla şişirmek istedi. Bisiklet üreticisi Ernesto Colnago helyum bulamayınca da bisikletinin üzerine onlarca delik açıp İsviçre peynirine çevirdikten sonra helyumsuz lastiklerle kırdı. Peki Merkcx helyumlu lastikler kullansaydı ne gibi bir fark olurdu? Ağırlığı ne kadar azaltırdı?
Bu sayfaları okumadan önce gömleğinizi ve güneş gözlüklerinizi çıkarın. Ayrıca laboratuvar önlüklerinizi giyip koruma gözlüklerinizi de taksanız iyi edersiniz çünkü bu soruların cevabını bulmak için bazı bilimsel deneyler yapacağız.
700c jantlara 25mm'lik lastik taktığınızı düşünelim. Her bir lastik 1 litrenin biraz altında bir hacme sahip olacaktır. Bütün kimyacıların kabul ettiği ortak standartlara uyalım (nedense Amerika'dakiler başka standartlar kullanıyor). Bisikletinizi deniz kenarında sürdüğünüzü varsayalım. Yani hava basıncını standart olan 1 atmosfer olduğunu düşünüyoruz. Hava sıcaklığının da donma noktasının hemen üzerinde olduğunu varsayalım. Bütün değişkenleri sabitlediğimize göre bir yandan pedal çevirip bir yandan hesaplamalarımızı yapabiliriz. Eğer lastiklerinizi az şişirip 14.5psi olan atmosfer basıncına eşitleseydiniz her birinde 1.24gr hava olacaktı, yani toplamda 2.5gr kadar. Ancak akıllılık edip 100psi hava basacağınız için lastiklerinizde neredeyse bunun yedi katı molekül olacaktır. Yani her bir lastikte 8.56gr, iki lastikte de toplam 17gr'dan fazla hava olacaktır.
Ve kaçınılmaz son! Tekeriniz patlıyor (olur şey değil). Hem de ikisi birden. Bilim adamı olduğunuz için hazırlıklısınız tabi. Yedek lastiğiniz var, ama o da ne? Pompanızın sapı kopuyor! Şansınız varmış ki yanınızdan bir balon satıcısı geçiyor ve beyaz önlüğünüzle gözlüğünüzü çok beğendiği için size standart fiyat olan litresi 6.88TL’den helyum satmayı kabul ediyor. Kırık pompanızın ucuyla baloncunun helyum tüpünü tekerlek valfine bağlayıp bir yandan deneyimli ellerinizle kontrol ederek 100psi helyum basıyorsunuz. Daha sonra da bisikletinize binip mutlu-mesut yolunuza devam ediyorsunuz.
"Normal havaya kıyasla helyum 15gr'lık bir ağırlık avantajı sağlar. Bu da 3 jant telinin ağırlığına eşittir"
Pedala basar basmaz da farkı hissediyorsunuz, artık çok daha hızlısınız çünkü her bir lastikteki gazın ağırlığı sadece 1.18gr. Bisikletin ve sizin toplam ağırlığınız ise helyum sayesinde tam 15gr azalmış. Yani jantınızdaki 3 telin ağırlığına eşdeğer bir ağırlıktan kurtulmuşsunuz.
Maalesef keyfiniz kısa sürüyor çünkü her iki lastiğiniz de tekrar patlıyor. İnanılmaz bir şekilde, deney aşamasındaki yakıt hücreli bir aracın mucidi yanınıza geliyor ve kendi hidrojen tankındaki hidrojeni litresi 1.5TL’den sizinle paylaşıyor. İki yeni lastik çıkarıp hidrojeni lastiklerinize pompalıyorsunuz ve tekrar pedala basıyorsunuz. Bu sefer eskisinden de hızlısınız çünkü her bir lastikteki hava sadece 0.5gr. Lastiklerinizi hidrojenle şişirip normal havaya kıyasla 16gr daha hafif oluyorsunuz ki bu da 4 jant telinin ağırlığına eşit.
İşler ters gitmeye başlıyor
Keyfinizi biraz daha arttıralım. Hackney CC kulübünden bir üye sabah sürüşünüze katılıyor. Ama rüzgarda dalgalanan önlüğünüz tekerleğine dolanmasın diye aranızda geniş bir mesafe bırakıyor. Meğerse Hacknet CC kulübünün üyesi olan bu kişi University of College London'dan kimya profesörü Andrea Sella'ymış. Profesör Sella iyi bir gözlemci olduğu için sizin ne kadar hızlı gittiğinizi hemen fark ediyor, siz de pedala iyice yükleniyorsunuz.
Ünlü kimya profesörü hidrojen lastiklerinizle ilgili şu yorumu yapıyor: “Karşılaşacağınız sorunların biri de helyum ve hidrojen partiküllerinin hava moleküllerinden çok daha küçük olması. Ayrıca bu partiküller çok hızlı hareket ediyorlar. Bu yüzden kısa bir sürede içinde bulundukları kaplardan sızabiliyorlar. Zaten helyumlu balonların bir süre sonra sönmesinin sebebi de bu.”
Tam o esnada yandan gelen bir rüzgar sizi yolun kenarına itiyor ve bir cam parçasıyla yanan bir sigara izmaritinin üzerinden geçiyorsunuz. Patlayan lastik, içindeki hidrojen gazını dışarı salıyor. Siz de evrendeki en hafif ve en bol bulunan gazın patlayıcı özelliği olduğunu bildiğiniz için bisikletinizin Hindenburg zeplini gibi patlamasından korkuyorsunuz.
"Helyumu sıkıştırması daha zordur o yüzden sürüş daha sert olacaktır, tabi lastiklerinizi yerde tutabilirseniz"
Sella ise umursamaz biçimde sadece omuz silkiyor ve “hidrojen zaten çabucak dağılır, o yüzden alev alması çok düşük bir ihtimal. Öyle bir şeyin olması için bir kulübenin içinde hidrojenle şişirilmiş bir peloton bisikletin lastiğinin aynı anda patlaması gerekir ” diyor. Kendisinden ödünç aldığınız pompayla yeni lastiğinize hava basarken isterseniz çok daha güvenli olan helyum gazını kullanabileceğinizi ama onun da hidrojenden iki kat ağır olduğunu söylüyor.
Ancak siz helyumu denediğinizi söyleyemeden profesörün telefonu çalıyor. Arayan İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı’nın baş araştırmacısı Dr. Michael de Podesta. O da hemen helyumun başka bir dezavantajını hatırlatıyor: “Helyumu sıkıştırması daha zordur o yüzden sürüş daha sert olur.” Peki deyip yolunuza devam ediyorsunuz. Artık ön tekerde hava olduğu için de mutlusunuz çünkü sert yollarda daha rahat bir sürüş sağlıyor.
Bu kadar bilgi fazla gelmiş olmalı ki sıcak bir kafede durup bir şeyler yemeye karar veriyorsunuz. Ancak masanızda davetsiz bir misafir! İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvar’ından emekli profesör Gordon Edwards. O da size şu bilgiyi veriyor: “Hafif bir gaz veya ince lastik kullanarak tekerlekte sağladığınız ağırlık tasarrufu bisikletin diğer yerlerindeki aynı miktarda tasarruftan iki kat daha etkili olur. Hızlanmanızı kolaylaştırdığı gibi yokuş aşağı inişinizi de hızlandırır.”
Karnınızdan gelen gurultuyu bastırmak için bir soru sormak istiyorsunuz ve aklınıza lastiğin içindeki gazın nasıl hareket edeceğini sormak geliyor. Şöyle açıklıyor Profesör Gordon: “Başlangıçta lastiğin içindeki gaz dönmez, ama lastikle sürtünmesinden ötürü bir süre sonra o da aynı hızda dönmeye başlar. Hava, helyum ve hidrojenden daha akışkandır. O yüzden lastikle aynı hıza gelmesi muhtemelen daha uzun sürer. Ancak hepsinin eşitlenme süresi birkaç saniyeyi geçmeyecektir.”
Bu esnada başka bir bisikletçi masanıza yanaşıp şunları ekliyor: “İleri doğru ilk hareket ettiğiniz anda lastiğin içindeki gaz hangisi olursa olsun lastiğin arkasına daha çok basınç uygular, yavaşlarken de tam tersi olur.” Yakasındaki rozette Idaho Ulusal Laboratuvarı'nın Nükleer Bilim ve Teknoloji Müdürü Dr. Richard Martineau yazdığı için kendisiyle tartışmıyorsunuz.
Kafenin sahibi yaklaşıp beyaz önlük, gözlük ve aerodinamik kasket takan kişi siz olmanıza rağmen Edwards ve Martineau'yi rahatsız edip etmediğinizi anlamaya çalışıyor. Siz de tatsızlık çıkmasın diye izin isteyip masadan kalkıyorsunuz. Yediğiniz fasulyeler işe yaramış, rüzgara karışıp gidiyorsunuz.
Diğer bir hesaplamaya göre ise üç hafta iki gün boyunca durmaksızın gaz çıkarırsanız lastiklerinizi helyumla doldurmuş kadar ağırlıktan tasarruf edebilirsiniz. Yapar mıydınız?
Max Glaskin ve Andrea Sella bilim festivallerinde lastiklerini hidrojenle dolduruyorlar ve bugüne kadar herhangi bir kaza yaşanmış değil.
İllüstrasyon: ROB MILTON