Andromeda skrev:
Standard 17" 225/45-däck, jag har räknat att det rymmer 16 liter luft vid 1,0 bar, inte för att volymen spelar någon roll.
P*V=n*R*T
P = Tryck
V = Volym
n = substansmängd
R = gaskonstanten, 0,08206
T = Temperatur i K
Substansmängden av en gas vid 0 C och 1 atm för syrgas är 22,397 liter/mol och 22,402 l/mol för kvävgas (22,4l är alltså den plats en mol (6,022x10^23 molekyler) av gaserna tar). Skillnaden är så jäkla liten, och eftersom "luft" innehåller 78% kväve kan vi bortse från den helt.
Vi börjar med 3,0 bar i däcket vid 25 grader eftersom det är ett rätt normalt däcktryck för storleken. För att nå trycket 3,0 bar måste vi pumpa in 48 liter gas (3*16) om volymen vid 1,0 bar är 16 liter.
Hur många mol gas finns där då?
P = 3,0 bar
V = 48 liter
R = 0,08206
T = 298 K
n = PV/RT = 1,96 mol
Om vi då ökar tempen till 35 grader i däcket?
Samma som ovan, men T = 308 grader Kelvin.
P = nRT/V = (1,96 * 0,08206 * 308) / 16 = 3,096 ~3,1 bar.
Om temperaturen ökar 10 grader ökar däcktrycket 0,1 bar.
Hur mycket behöver vi öka temperaturen för att nå upp i baltis 4,0 bar hans däck får efter lite körning med luft istället för kväve?
Vi vänder på fomeln igen:
P = nRT/V -> VP = nRT -> VP/nR = T
V = 16 l
P = 4,0 bar
n = 1,96 mol
R = 0,08206
T är sökt
(16 * 4,0) / (1,96 * 0,08206) = 400 K
400 - 273.16 = 126,84 grader Celsius.
Man lär alltså köra rätt hårt. Är Baltis däck fyllda med kväve som ju motstår temperatur lite bättre hade han haft en temperatur på 123,8 grader i däcken, vilket ger ett tryck på 3,99 bar istället för 4,0 bar. WOW, kväve betalar sig verkligen !
Det mest intressanta av allt lär ju vara att de molära volymerna för kvävgas och syrgas skiljer sig knappt något alls åt, eller 0,0003 %. Kväve expanderar alltså inte annorlunda mot syre när det gäller tryck och temperaturförändringar, och det värms bara upp 2,5 % långsammare än luft.
Det faktum att kvävefyllda däck värms upp till en given temperatur 250 m senare än luftfyllda däck om man bortser från kylning från omgivningen och kör 10 000 m spelar alltså mycket större roll än själva tryckökningen vid en temperaturökning. Det är alltså tryckökningen i sig som är farlig, och den beror direkt av temperaturen som vi tidigare visat ökar 2,5% långsammare i kvävefyllda däck. Hur däcken sedan påverkas av tryckökningen beror nog mer av däcken, för en tryckökning från 3 till 4 bar kräver alltså en temperatur på 127 grader vilket är rätt mycket och inget man uppnår under vardaglig körning.
@ Baltis: Utan formler och gamla töntiga Nobelpristagare med tjocka brillor som räknat efter fysikens lagar hade du inte haft någon kvävgas att fylla dina däck du inte haft med. Vi hade alla suttit i skinnfällar runt en eld i bästa fall.