우리 잔차 타이어에 들어가는 공기무게를 줄이고자 수소 또는 헬륨이나 이산화탄소를 집어넣으면 잔차 무게를 얼마나 줄일 수 있을까요.

우선 기체의 무게부터 생각하지요.
기체는 압력과 온도에 따라 질량이 다르니,
1기압 1L당 상온에서의 기준으로, 개략
      
      w(공기) =  1.2 g/(기압 L),
      w(헬륨) =  0.2 g/(기압 L),  
      w(수소) = 0.05 g/(기압 L)

정도 됩니다.

다음은 타이어에 들어가는 공기의 량은
타이어 1개당 내부피(26인치 휠, 2.0인치 타이어 기준)

     V = {3.14 * (2.0 * 2.54)^2 / 4} * (3.14 * 26 * 2.54)
        = 4,200 cm^2 = 4.2 L
이므로

앞뒤 바퀴에 4기압으로 넣는 전체 공기량은

     Vt = 2개 * 4기압 * 4.2L
         = 33.6 (기압. L)

가  됩니다.

따라서, 이때 공기 전체무게는

    W(공기) = 1.2 g/(기압 L) * 33.6 (기압. L)
                = 40.32 g
입니다.

이공기 무게를 줄이기 위해서는 타이어 내부를 진공으로 만들 수 없으므로
공기 대신 가벼운 기체를 넣어야 하는 데,

기체 중 가장 가벼운 수소기체(H2)를 넣으면

    W(수소) = 0.1 g/(기압 L) * 33.6 (기압. L)
                 = 3.36 g

이 되지만, 수소는 폭발성이 있어
안되고,

그 다음 가벼운 기체인 헬륨(He)을 넣으면

    W(헬륨) = 0.2 g/(기압 L) * 33.6 (기압. L)
                = 6.72 g

이 됩니다.

그러므로 타이어에 가벼운 기체를 넣어
가볍게 할 수 있는 최대 중량은

    DW = 40.32 g - 6.72 g
          = 33.6g

이 되겠네요.

타이어 대체기체로 30g이면 제법 감량 효과가 크지요?
하지만 누가 이런 수고를 매번 하겠어요?
그 비용은 또 얼마겠어요?