Чистая вода замерзает при 0°C, а чистый этиленгликоль — при -13°C. Кажется правдоподобным, что их смесь замёрзнет при некоторой промежуточной температуре. Однако в соответствии с законами Рауля температура замерзания раствора должна быть меньше, чем у чистого растворителя. Добавим в этиленгликоль немного воды, и температура замерзания упадёт несколько ниже -13 градусов. Но если взять воду и этиленгликоль в отношении 1 к 2, эффект будет ошеломляющим — такая смесь способна оставаться жидкой до -67 градусов!

Дело в том, что молекулы этиленгликоля внедряются между молекулами воды и мешают им строить правильную кристаллическую решетку. Точно так же молекулы воды мешают выстроиться молекулам этиленгликоля. В результате температура замерзания смеси оказывается ниже, чем для каждого компонента в отдельности. А при соотношении воды и этиленгликоля 1:2 получается наибольший молекулярный беспорядок и достигается минимальная температура замерзания раствора.

Такая смесь называется эвтектикой, и при -67°C она переходит из жидкого состояния в твердое целиком, без разделения на фазы. Но если концентрация этиленгликоля в растворе ниже эвтектической, например 50%, процесс замерзания происходит иначе. При температуре замерзания -35°C из раствора начинают выпадать кристаллы чистого льда, концентрация этиленгликоля в жидкой фазе увеличивается, и температура её замерзания падает еще ниже. Раствор постепенно превращается в густую кашицу из жидкости и кристаллов льда. Эта каша в отличие от воды не расширяется при замерзании и не разрушает блок двигателя, но может загустеть настолько, что насос больше не сможет прокачивать её по трубам и радиатору системы охлаждения. Температура, при которой это происходит, называется температурой потери текучести.

И здесь надо вспомнить, что при температуре замерзания -13°С вязкость чистого этиленгликоля в 21 раз больше вязкости воды при 0°С, а вязкость эвтектики больше вязкости воды почти в 9 раз. Зимой в России температура редко опускается ниже -40°C, поэтому на практике в качестве антифриза обычно используют более дешёвый 50% раствор этиленгликоля: его вязкость при -35°С всего в 5 раза превышает вязкость воды.

Смотрите наш новый ролик «Как замерзает антифриз?», размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!