防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點

2020年12月06日21:12:05 汽車 1117

問題:

汽車防凍冷卻液冬季是否需要更換,跨區域自駕是否需要調整呢?

2020年的冬天可能會比往年更冷一些,汽車的防凍也就成為了重要的話題;內燃機使用的冷卻液同時具備防凍的功能,所以統稱為「防凍冷卻液」(下文簡稱防凍液)。

家用汽車使用的防凍液大多為EG-乙二醇水基型,主要成分是乙二醇和水;原因是這種化學原料的製造成本最低,同時流動性相比丙二醇和丙三醇(甘油)都要理想一些。同時以6:4的比例與水調和,可以實現的最低凝固點為﹣48.3℃,這就基本可以保證還能開車的區域的防凍液不會結凍,但是不同區域使用的防凍液標準是有區別的哦。

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

檢查方式

防凍液主要使用蒸餾水或去離子水,然而不論哪種水,成本都要比EG低得多;而不同地區的冬季最低溫又有很大的差值,比如在閩粵瓊感受不到冰點,但是在黑吉遼卻能低至零下二三十度。

所以在南方地區使用的防凍冷卻液的EG佔比就會很低,混合溶液的冰點能達到﹣10/20℃區間也就足夠了;而北方地區使用的防凍液就會有更高的EG佔比,那麼自駕跨度過大的話,按照目標地最低溫的標準調整也就很有必要了。比如某些車輛在南方長期使用,但是冬季返程會開到北方,不調整的話則必然結凍。

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

重點:防凍液如果長期用蒸餾水補充,冬季最好混合一次同類型防凍液;內燃機在運行中會造成防凍液的正常蒸發,蒸發損耗的主要成分是水分子,但是EG雖然揮發性能差但也不是不會減少。所以一般都會建議加註三次蒸餾水之後,按照消耗量再補充一次防凍液;否則比例降低也會造成冰點溫度的升高。

而反之如高頻率的補充了冷卻而不是用蒸餾水的話,再補充一次水也很重要;因為損耗的主要是水,補充防凍液會讓蒸餾水比例降低。但是EG佔比只要超過60%,冰點溫度同樣會升高哦。

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

問題:汽車防凍液真的怕結凍嗎?答案顯然是肯定的,因為結凍之後啟動發動機時,防凍液沒法正常的在缸蓋流動,也就是無法為缸蓋進行散熱降溫;做功溫度是超千度的,不通過防凍液進行規律的循環,機體材料必然會受損。

同時防凍液一旦結冰的話,貯存防凍液的散熱水箱與管道很有可能被漲破——因為水結冰後會膨脹!

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

趣味知識

水在4℃以上的環境中符合「熱脹冷縮」的規律,但在低於該標準並結冰後,體積不僅不會縮小,反而還會膨脹變大。

熱脹的原理很好理解,熱能會加大分子的運動強度與頻率;也就是水分子會高頻率的振動與碰撞,且碰撞程度加大後水分子運動的距離也會加大,可以理解為每個水分子都需要更大的空間來「不規則搖擺」。所以加熱後的水蒸氣的體積會很大,在高溫環境中水是符合「熱脹」原理的。

而在四度以上的冷縮也很容易理解,熱能減少後空氣運動頻率與程度下降,水分子不是那麼的「互斥」;而是水分子以更「密實」的狀態抱在一起,間隙的縮小當然會讓水的體積縮小一些。

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

問題:水分子包括兩個氫原子和一個氧原子,氫原子帶正電荷,而氧原子帶負電荷,所以H20才能牢牢的形成水分子。但是這些水分子並不會完全單獨的分離,因為水分子的氫原子與另一個水分子的氧原子會「相吸」,吸引後會成為氫鍵-締合水分子。

在水還是液態的狀態中,水分子會像蛛網一樣連接,但是結構仍然是不規則的,畢竟水分子的狀態還是不夠穩定的,但是在結冰後是會發生變化的哦。

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

溫度的下降會讓水分子變得更加「怠惰」,也就是進入了非常穩定的狀態;此時又大量氫鍵組成的締合水分子也會趨於達到穩定的結構,也就是六方晶系晶格。這種排列方式擴大分子之間的間隙,具體到水變成冰則是體積的擴大;所以汽車水箱里的防凍液如果結冰,主要成分的水的膨脹就有可能撐破水箱了,這就是建議檢查防凍液的原因。

(下圖為結凍的防凍液)

防凍液知識:水為何會具備「熱脹冷縮&冷脹熱縮」兩種特點 - 天天要聞

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。

汽車分類資訊推薦

零跑B10實測:續航、空間、智駕配置都過關,適合年輕人 - 天天要聞

零跑B10實測:續航、空間、智駕配置都過關,適合年輕人

在當下的汽車市場中,新能源車型猶如雨後春筍般不斷湧現,競爭愈發激烈。而零跑 B10 自上市以來,憑藉其獨特的優勢,迅速吸引了眾多消費者的目光。作為一名零跑 B10 的首批車主,在與愛車相伴一個月後,我迫不及待地想和大家分享這段真實且豐富的用
深藍回應S09沒有儀錶盤 43英寸AR-HUD更沉浸且後續將上線選裝 - 天天要聞

深藍回應S09沒有儀錶盤 43英寸AR-HUD更沉浸且後續將上線選裝

【太平洋科技快訊】近日,深藍汽車方面就其全新車型 S09 取消傳統儀錶盤的設計做出回應。該車於 5 月 22 日正式上市並啟動交付,售價 23.99 萬元起,搭載了深藍超級增程系統和華為乾崑智能座艙。針對「為何採用 AR-HUD 而非傳統儀錶盤」的疑問,深藍汽車表示,深藍 S09 的設計理念是「沒有儀錶,更勝儀錶」。車輛配備了 43...
尊界S800首發華為星閃技術!可隔空手勢開關門 最大角度77° - 天天要聞

尊界S800首發華為星閃技術!可隔空手勢開關門 最大角度77°

5月30日消息,今晚舉辦的上市發佈會上,鴻蒙智行首款百萬級旗艦新車——尊界S800首發亮相。據悉,尊界S800首發創新智慧電動門,聯動毫米波雷達與固態激光雷達,可智能感應動靜態障礙物,自動調節開啟角度,最大開門角度達77°,支持隔空手勢開關
23萬多拿下准新寶馬5系,圓你豪華轎車夢 - 天天要聞

23萬多拿下准新寶馬5系,圓你豪華轎車夢

寶馬5系的歷史可以追溯到1961年,當時寶馬1500在法蘭克福車展上展出,這可以被視為寶馬5系的前身。到了1970年,寶馬為了與奔馳W114系列爭奪市場,也加速了5系的誕生,所以從某種角度上來說,寶馬5系也是一個「狠人」,畢竟背靠寶馬這個大
20萬出頭,入手准新一手寶馬3系,體驗駕駛樂趣 - 天天要聞

20萬出頭,入手准新一手寶馬3系,體驗駕駛樂趣

寶馬3系從1975年誕生至今,已經歷了七代車型,每一代都有其獨特的魅力和創新。2019年6月,第七代寶馬3系(G28)在中國上市,這一代車型基於寶馬全新的CLAR平台打造,無論是設計、性能還是科技,都達到了新的高度。