タイヤへの窒素充填とは

タイヤ店などに限らずスタンドでもタイヤへの窒素充填を勧めている。

１本５００円という微妙な値段からか試す人がいるが、２０００円を払う価値はあるのだろうか？？

この件に関して私は実験していません。また、以下の理由から窒素を入れていません。
いや、タイヤ容量の100％に乾燥窒素を入れれば、スタンドで空気を入れるよりも良いはずなのは、化学・物理特性からわかりますから１本１００円ならやってもらうかもしれません。

◎やらない理由１
窒素の量はそんなに変わらないから。
ご存じのように空気中の７８％は窒素なので、例えば240kPaのエア圧のタイヤのバルブを外して、そこに窒素を入れていくと大気圧が外から掛かるので、タイヤ内の絶対圧は340kPaとなる。
そうした場合の窒素の割合は、９３％程度になる。ここで半分くらいエアを抜いて窒素だけを入れるという作業を４回くらい繰り返せば９８％を窒素にすることが出来るが、この１５％位窒素が増えて差が出るのか疑問であるし、売り文句である窒素分子は大きくて抜けにくいと言う言葉が本当ならば、酸素が抜けて中の窒素の割合は上がるはずなので普通に空気を足していてもいずれ窒素だけになるのではないか？と思うから。

◎やらない理由２
売り文句の「内圧変化が少ない」は嘘だから。
タイヤのようにせいぜい数気圧なら、空気も窒素も昔習った理想気体として扱う事が出来る。だから、ρV＝nRTという状態式が成り立つ。
タイヤの内圧は温度によって上昇するわけだが、タイヤの内積変化など無視できるので、状態式のＴが変わるだけであり、もし窒素の比熱が空気の比熱よりも格段に大きいなら温度上昇が小さく、内圧の変化も小さいはずであるが、空気の定要モル比熱は20.796KJ（kmol･K）であり窒素は20.791kJとほとんど変わらない。
なので、内圧の変化は同じと見なせ、「乗り心地が良くなる」も当てはまらないのではないだろうか？

◎やらない理由３
売り文句の「バーストの予防（バースト時の安全性）」は説明が合理的でない。
航空機のタイヤにも窒素が用いられていると説明するが、航空機がタイヤに窒素を用いる第１の理由は上空13000mで外気温マイナス６０℃と言う条件で、タイヤ内の水分が結露、凍結しないという条件を満たすためであり、自動車のタイヤとは条件が違う。
また、バースト時の安全性であるが、航空機のタイヤは約1500kPaと自動車の７倍程度であり、航空燃料が近くにあった際には空気では酸素を供給して危険であるが、自動車にはそこまでの要求は無い。

◎やらない理由４
一番の売り文句の「ロードノイズの低減」がどんなに説明を聞いても分からない。（店員が説明出来ない）
店で窒素充填を勧める店員は、窒素ガスと空気では音の伝達速度が違うから、空気共振によるロードノイズが減ると言う。じゃあ具体的に伝達速度を教えてくれと言っても知らない始末。
そんなことは理科の教科書や理科年表にも載っているので、客に勧めるくらいなら私のような変な客にも対抗出来るくらい勉強しておいて欲しい。
各気体の音速は空気は良く知られた３３１m/s、窒素は３３７m/sだ。確かに窒素の方が音が早く伝わるが、この音速にして毎秒６メートルの差でロードノイズがどれだけ変わるのか？？ 私には、実験室で聞き比べても明確な差が分からないだろう。

◎やらない理由５
これも売り文句の「燃費の向上」との説明が納得できない。
これは、空気圧低下による抵抗増と説明するように、窒素は抜けにくいと言う話らしい。本当だろうか？　分子が大きいと言うが、O2分子直径は３．６４オングストロームでN2分子直径は３．７６オングストロームであるでわずかな差である。
確かに、ゴム材料の文献によると、通常ゴムに対する各分子の透過速度を見ると、窒素は空気の１／３であるが、やらない理由１で書いたように窒素の割合を考えると、普通にスタンドでガソリンを入れる際に２ヶ月に１度も空気圧のチェックをしてもらえば、燃費の差になるほど普通のタイヤでも空気は漏れない。タイヤ会社も、タイヤ内に空気を透過させないように、シートを張る位のことはやっている。

◎やらない理由６
タイヤ、ホイールの寿命が延びるとの説明が説得力に欠ける。
酸素によって、タイヤ内のラジアルやアルミが酸化されるのはわかるが、今までにタイヤまたはホイールが、空気を使っていたと言う理由によって交換しなければならなくなった人っているのだろうか？
タイヤは距離か紫外線、オゾンによる劣化が圧倒的理由だろうし、アルミも外的な損傷かタイヤ内の空気と接触する部分よりも、外の部分の傷みの方が圧倒的に多いのではないだろうか？

その他、空気中の水分とか乾燥窒素とか全て合理的説明がされていないので、みんなやらない理由があるのですが書くのが面倒なのでやめます(^^;

タイヤに入れる（乾燥）窒素よりも、純空気（水蒸気無し）の方が買うと圧倒的に高いです。コンプレッサーで圧縮すると、空気中の水分はほとんどがタンクの下にたまり、ドレンから排出されるのでかなり乾燥したものになっています。

う～ん、最初に１本１００円ならやると書いたけど、こうして考えると４本１００円ならやってもいいに変更します。