Rengaspaineet pakkasella

Lyhyt tietoisku rengaspaineista niille kaikille jotka eivät muista fysiikan perusasioita.

Olet saattanut nyt kireillä -30 celsius asteen pakkasilla huomata renkaittesi olevan lytyssä. Mistä tämä johtuu? Lyhyesti siitä että ilma renkaan sisällä laajenee tai puristuu kokoon lämpötilan mukaan. Matematiikka ilmiön takana on seuraavanlainen:

Ensimmäiseksi tietysti kaikkien muistama kaasujen yleinen tilayhtälö p1V1/T1 =p2V2/T2

Tilayhtälö on yhdistelmä kolmesta kolmesta laista jotka pätevät suljettuihin kaasusysteemeihin. Me tarvitsemme näistä Charlesin lakia, koska renkaan tilavuus pysyy vakiona ja lämpötila sekä paine muuttuvat. Charlesin lakihan on tietysti p1/T1 = P2/T2

Sitten esimerkki: Auton rengas on täytetty hallissa 25°c lämpötilassa paineeseen 2,5 bar. Koska ilma lämpenee kasaan puristettaessa lämpenee se helposti 25°c lämpöiseksi vaikka halli onkin vain 20°c. Paljonko on saman renkaan paine lämpötilan ollessa -30°c?

Kuten oikeaan fysiikkaan kuuluun käytetään SI-järjestelmän yksiköitä eli paine Pascaleina ja lämpötila Kelvineinä. Alkuperäinen paine on siis 250 000 Pa  298,15 Kelvinin lämpötilassa. Kaavaan paine täytyy vielä sijoittaa absoluuttisena paineena eli lisätään yhden ilmakehän paine joka on noin 100 000 Pa.

Saadaan siis kaava 350 000 Pa / 298,15 K = P2 / 243,15 K

Ratkaistaan P2 perus yhtälönratkaisulla  johon on päädytty verrannolla eli kertomalla ristiin. (350 000 Pa x 243,15 K) / 298,15 K = 285 435 Pa = 285,435 kPa

Jaetaan 285,435 kPa sadalla ja saadaan 2,85 bar. Vähennetään ympäröivä 1 barin paine ja saadaan 1,85 bar ylipainetta.

Renkaan paine -30°c pakkasella on siis enää vain 1,85 bar, eli aivan liian vähän.

Yksinkertaisemminkin tuon olisi voinut laskea mutta yritin opettaa hyvää fysiikkaa käyttämällä oikeita yksiköitä ja kaavoja. Jokainen voi nyt kokeilla vaikutusta eri lämpötiloilla. Niin ja juuri tämän fysiikan lain takia rengaspaineet kehotetaan aina tarkastamaan kylminä (siis tarkoittaen ennen ajoa). Renkaan sisällä oleva ilma lämpenee ajossa ja taas tulokset eivät ole paikkansa pitäviä eivätkä vertailukelpoisia jos rengaspaineet mitataan ajon jälkeen.

No tämä oli tällainen pikku kevennys. Pääasia on että aina välillä katsotte että renkaissanne on ohjekirjan mukaiset paineet!

P.S. Kovalla pakkasella jokin renkaistasi on voinut tyhjentyä kokonaankin. Tämä on seurausta kylmässä kovettuneen renkaan ja esimerkiksi sisäpuolelta ruostuneen epätasaisen vanteen yhteistyöstä. Paineen lasku on saanu tloputkin ilmat karkaamaan renkaan ja vanteen välistä. Myös paineiden lisäämiseen kylmällä ilmalla sisältyy pieni riski siitä että huoltoaseman kosteaa ilmaa työntävä kompressori saa venttiilisi jäätymään ja vuotamaan. Mutta sellaista se elämä on, Suomen ankarassa talvessa. Jaksamista toverit!

 

Add a Comment

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Laskutoimitus vähentää automaattista roskapostitusta. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

Jatkamalla sivuston selaamista hyväksyn evästeiden käytön. Lisää tietoa evästeistä

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close