每天一個化學故事-汽車靠什麼降溫

噴油嘴噴出一點汽油,與自進氣閥進入氣缸的空氣混合起來壓縮,然後通過點火引燃,產生氣體的膨脹推動活塞運動進而驅動汽車前進,我們坐在汽車上時,汽車發動期內以極高的頻率往復循環地執行這樣的化學燃燒過程,為汽車產生源源不斷的動力。

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發動機

然而,能量的轉化率是有限的,汽油燃燒釋放出的能力僅僅有小部分轉化成了汽車的動力,大部分的能量仍然以熱量的形式傳遞到了汽車尾氣和汽車發動機身上。那麼,發動機中囤積的源源不斷的熱量是怎麼散出去的呢?沒錯,是大家熟知的冷卻液,今天我們就聊聊冷卻液的故事。

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誰來帶走熱量

要帶走熱量,又要有能帶走熱量的中介物質,什麼樣的物質適合冷卻發動機呢?

首先要有較高的比熱容,即單位質量物質溫度上升一攝氏度需要的熱量,就像你一輛貨車拉貨,一次能拉10噸貨物與一次能拉一噸貨物的車完全不一樣的效率。水似乎是比較適合的物質,的確,用水確實能做冷卻液應用到發動機冷卻系統。但是,到了冬天就麻煩了,因為水的凝固點為0攝氏度,寒冷的冬季,冷卻液隨隨便便就罷工了那汽車就開不動了;另外,水常壓下100度的沸點,遠遠抵不過猛烈工作中的發動機的折騰,一不小心就“開鍋”了。

為了能夠讓冷卻液具備較低的凝固點和較高的沸點,需要在水中加一些溶劑,這用到了溶液的依數性質(稀溶液與純溶劑相比某些物理性質會有所變化如蒸氣壓下降、凝固點降低、沸點升高和滲透壓的產生。這是多組分系統中化學勢隨組分數而表現出來的自身變化規律,溶液的依數性只有在溶液的濃度很稀的時候才有規律,而且溶液越稀,其依數性的規律性越強。依數性與溶質的本性無關,由溶質粒子數目的多少決定,因此被稱為稀溶液依數性)。常用的冷卻液加的是乙二醇,還有加甲醇、乙醇、丙三醇等等,再加入一些防腐蝕添加劑、抗泡沫添加劑,能夠讓冷卻液達到零下幾十度到150度以上的工作溫度區間。

這樣的冷卻液也是我們常說的防凍液。

防凍液肯定是冷卻液,冷卻液不一定是防凍液哦。

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防凍液


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