2014-04-19 13:49:02 +0000 2014-04-19 13:49:02 +0000
11
11
Advertisement

Насколько сильно давление в шинах влияет на вес колес

Advertisement

.

Сколько весит воздух в шинах велосипеда? Это значительное количество? Есть ли точка, в которой использование более широкой шины, например, 28с при 80 фунтов на кв. дюйм, было бы легче, чем 25с шина при 100 фунтов на кв. дюйм? Очевидно, что это зависит от конкретных используемых шин. У меня нет достаточно точной шкалы для измерения, и у меня нет знаний по математике/физике, чтобы разобраться в этом.

Advertisement
Advertisement

Ответы (1)

21
21
21
2014-04-19 15:58:14 +0000

закон идеального газа (что является хорошим приближением в данном случае) говорит PV=nRT, где P - давление, V - объем, n - моль газа, R - константа закона идеального газа , а T - температура в Кельвине.

Таким образом, решая n, мы видим n = (PV)/(RT). Затем, предполагая, что воздух состоит из {газа1, газа2,…} с долями {p1,p2,…}. (так p1+p2+…=1) и соответствующей молярной массы {m1,m2,…}, масса воздуха в шине (PV/(RT))(p1*m1+p2*m2+…}. Таким образом, мы видим, что масса воздуха в шине прямо пропорциональна объему шины и прямо пропорциональна давлению в шине, и обратно пропорциональна температуре воздуха в шине.

Мы сделаем следующие (обоснованные) предположения: Предположим, что температура равна комнатной температуре (293 Кельвина), а объем шины, независимо от давления, одинаков (в первую очередь, определяется формой резины, предполагая, что она не сильно под/накачана). Для удобства воздуха около {азота, кислорода} с {p1,p2}= {0,8,0,2} и молярной массой {28 г/моль,32 г/моль}. Таким образом, при этих допущениях (V - фиксировано, а Т - фиксировано) масса воздуха в шине растет линейно с давлением.

Таким образом, масса воздуха в шине объема V и давления Р и температуры Т составляет около (PV/RT)(0.8*28+0.2*32) граммов. Может быть, лучше написать это как “P ((V/(RT))”. (0.8*28+0.2*32))“ граммы”, отмечая, что V/(RT) является для нас константой.

Так как я не хочу ставить единицы в wolfram alpha аккуратно, вы можете поставить в запись “(7 bar* 10 галлонов)/(идеальный газ constant*293 Kelvin)*(0. 8*28+0.2*32)” и прочитать результат в граммах (игнорируя единицу, о которой там говорится), чтобы получить оценку веса воздуха в 7 бар (~100 фунтов на кв. дюйм), объемной шины 10 галлонов, равной примерно 313 граммам. Разумно ли использовать 10 галлонов?

Давайте будем сырыми в оценке объема трубы с помощью тора. Объем тора - V=(pi*r^2)(2*pi*R), где R - основной радиус, а r - малый радиус.

Я не могу потрудиться выйти на улицу и измерить эти вещи, но давайте будем сырыми и используем массивную шину. Скажем, малый радиус - 2 дюйма, а большой - 15 дюймов (это, вероятно, больше, чем размер шины на чем-то вроде Surly Moonlander). Объем около 5 галлонов. Если бы вы были чокнутым и работали под давлением 7 бар, то это было бы около 150 граммов воздуха. При более разумном давлении в 1 или 2 бара, вы бы получили 45 или 90 граммов.

Как насчет тонкой шины для дорожного велосипеда? Допустим также, что основной радиус составляет около 15 дюймов, а малый - около половины дюйма. Это около 0,3 галлонов объема. Подключаясь к нашей формуле, при давлении 7 бар, мы видим, что это около 9 граммов. При 10 баре, колоссальные 13.5 грамма.

Advertisement

Похожие вопросы

13
14
10
8
2
Advertisement
Advertisement