Kaip veikia antifrizas?

Antifrizas yra skystis, įpilamas į automobilio aušinimo sistemą, siekiant užtikrinti, kad jame esantis vanduo neužšaltų kietu pavidalu. Priežastis, kodėl ji veikia, yra ta, kad skysčio užšalimo temperatūra sumažėja, kai jame kažkas ištirpsta. Tai gali būti kieta arba skysta medžiaga. Šį reiškinį iš pradžių atrado prancūzų mokslininkas Francois Raoult XIX amžiaus pabaigoje. Raoult taip pat atrado, kad užšalimo temperatūros sumažinimo laipsnis yra tiesiškai susijęs su skystyje ištirpusių molekulių skaičiumi.

Užšalimo temperatūros sumažėjimą praskiestuose tirpaluose galima paaiškinti taip. Skysčio temperatūrai mažėjant, jį sudarančios molekulės juda lėčiau ir patiria patrauklią jėgą. Gryname vandenyje, esant 32 °F (0 °C), ši patraukli jėga yra pakankamai galinga, kad vandens molekulės būtų išdėstytos įprastu kristalų modeliu, labai sumažindamos jų mobilumą ir sukeldamos ledo susidarymą.

Teoriškai viskas, kas tirpsta vandenyje, gali būti naudojama kaip antifrizas. Praktikoje yra keletas ribojančių apribojimų. Pirma, medžiaga turi būti maišoma su vandeniu bet kokiu santykiu. Kai kurie skysčiai sunkiai ištirpsta arba kristalizuojasi žemesnėje temperatūroje. Antra, antifrizas turi būti inertiškas, ty nereaguoti chemiškai su niekuo, su kuo jis liečiasi aušinimo sistemoje. Trečia, jis turėtų būti pigus; ir ketvirta, jis neturėtų sukelti nepageidaujamo slėgio padidėjimo aušinimo sistemoje – tai reiškia, kad antifrizas turi turėti aukštą virimo temperatūrą.

Beveik visuotinai naudojama medžiaga, atitinkanti visas šias specifikacijas, yra etilenglikolis, kurio virimo temperatūra yra 387 °F (197 °C). Aušinimo sistemos, kurios glikolio ir vandens santykis yra 1:1, užšalimo temperatūra yra apie -40°F (-40°C), idealiai tinkanti įprastai.