防冻液知识:水为何会具备「热胀冷缩&冷胀热缩」两种特点
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发布时间：6小时前
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时间：2024-12-05 14:09
问题：
汽车防冻冷却液冬季是否需要更换，跨区域自驾是否需要调整呢？
2020年的冬天可能会比往年更冷一些，汽车的防冻也就成为了重要的话题；内燃机使用的冷却液同时具备防冻的功能，所以统称为「防冻冷却液」（下文简称防冻液）。
家用汽车使用的防冻液大多为EG-乙二醇水基型，主要成分是乙二醇和水；原因是这种化学原料的制造成本最低，同时流动性相比丙二醇和丙三醇（甘油）都要理想一些。同时以6:4的比例与水调和，可以实现的最低凝固点为﹣48.3℃，这就基本可以保证还能开车的区域的防冻液不会结冻，但是不同区域使用的防冻液标准是有区别的哦。
检查方式
防冻液主要使用蒸馏水或去离子水，然而不论哪种水，成本都要比EG低得多；而不同地区的冬季最低温又有很大的差值，比如在闽粤琼感受不到冰点，但是在黑吉辽却能低至零下二三十度。
所以在南方地区使用的防冻冷却液的EG占比就会很低，混合溶液的冰点能达到﹣10/20℃区间也就足够了；而北方地区使用的防冻液就会有更高的EG占比，那么自驾跨度过大的话，按照目标地最低温的标准调整也就很有必要了。比如某些车辆在南方长期使用，但是冬季返程会开到北方，不调整的话则必然结冻。
重点：防冻液如果长期用蒸馏水补充，冬季最好混合一次同类型防冻液；内燃机在运行中会造成防冻液的正常蒸发，蒸发损耗的主要成分是水分子，但是EG虽然挥发性能差但也不是不会减少。所以一般都会建议加注三次蒸馏水之后，按照消耗量再补充一次防冻液；否则比例降低也会造成冰点温度的升高。
而反之如高频率的补充了冷却而不是用蒸馏水的话，再补充一次水也很重要；因为损耗的主要是水，补充防冻液会让蒸馏水比例降低。但是EG占比只要超过60%，冰点温度同样会升高哦。
问题：汽车防冻液真的怕结冻吗？答案显然是肯定的，因为结冻之后启动发动机时，防冻液没法正常的在缸盖流动，也就是无法为缸盖进行散热降温；做功温度是超千度的，不通过防冻液进行规律的循环，机体材料必然会受损。
同时防冻液一旦结冰的话，贮存防冻液的散热水箱与管道很有可能被涨破——因为水结冰后会膨胀！
趣味知识
水在4℃以上的环境中符合「热胀冷缩」的规律，但在低于该标准并结冰后，体积不仅不会缩小，反而还会膨胀变大。
热胀的原理很好理解，热能会加大分子的运动强度与频率；也就是水分子会高频率的振动与碰撞，且碰撞程度加大后水分子运动的距离也会加大，可以理解为每个水分子都需要更大的空间来“不规则摇摆”。所以加热后的水蒸气的体积会很大，在高温环境中水是符合“热胀”原理的。
而在四度以上的冷缩也很容易理解，热能减少后空气运动频率与程度下降，水分子不是那么的“互斥”；而是水分子以更“密实”的状态抱在一起，间隙的缩小当然会让水的体积缩小一些。
问题：水分子包括两个氢原子和一个氧原子，氢原子带正电荷，而氧原子带负电荷，所以H20才能牢牢的形成水分子。但是这些水分子并不会完全单独的分离，因为水分子的氢原子与另一个水分子的氧原子会“相吸”，吸引后会成为氢键-缔合水分子。
在水还是液态的状态中，水分子会像蛛网一样连接，但是结构仍然是不规则的，毕竟水分子的状态还是不够稳定的，但是在结冰后是会发生变化的哦。
温度的下降会让水分子变得更加“怠惰”，也就是进入了非常稳定的状态；此时又大量氢键组成的缔合水分子也会趋于达到稳定的结构，也就是六方晶系晶格。这种排列方式扩大分子之间的间隙，具体到水变成冰则是体积的扩大；所以汽车水箱里的防冻液如果结冰，主要成分的水的膨胀就有可能撑破水箱了，这就是建议检查防冻液的原因。
（下图为结冻的防冻液）
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