Очень часто при выборе теплоносителя на водно-спиртовой основе люди задают один и тот же вопрос:"Почему если Екотерм разбавить водой 1:1 температура замерзания будет меньше чем -40 ведь в чистом виде РОУ замерзает при 114,7 градусах?"
Температура замерзания будет уменьшаться при разбавлении воды спиртом и при разбавлении спирта водой. То есть график "температура замерзания от доли спирта" имеет вид y = |x|, при какой-то доле спирта (эвтектический состав) достигается минимум температуры замерзания (эвтектическая точка). При малых концентрациях спирта в воде и при малых концентрациях воды в спирте температуру замерзания раствора можно посчитать по второму закону Рауля. Для больших концентраций можно оценить по тому же закону.
Второй закон Рауля: ΔT(зам) = K * C, C - моляльная концентрация растворённого вещества, K - криоскопическая константа растворителя. Для воды K = 1,86 К*кг/моль, для спирта надо искать.
Водно-этиловый раствор не имеет точной точки замерзания. Сначала Начинают замерзать льдинки из воды. В оставшемся растворе повышается градус спирта. Температура замерзания раствора уже будет ниже.
Что же касается любых водно-спиртовых растворов, то они замерзают в промежуточном температурном интервале. При этом, чем больше в растворе воды, тем ближе его температура замерзания к 0°С; чем больше спирта – к –114°С. Здесь надо сделать важную оговорку: растворы (в отличие от индивидуальных компонентов) никогда не имеют строго фиксированных температур замерзания. В этих случаях правильней говорить о температуре начала замерзания (появления первых кристаллов) и температуре окончания этого процесса (полное затвердевание). Температура начала замерзания и его окончания составляют примерно(от геле образной фазы до твердой) 7 градусов. т.е. например при водно-спиртовом растворе в 40% начало замерзания будет примерно - 22,5°С а переход в тведую фазу около 29,5°С
А вообще существуют специальные таблицы, которые давно просчитаны институтами специализирующихся на спиртах.
Таблица зависимости температуры замерзания (фазного перехода из жидкого в твердое состояние) от концентрации водно-спиртового раствора.
Таблица - Термофизические свойства водных растворов этанола
содержание спирта вес % | плотность г/см3 | температура замерзания,С |
2,5 | 0,9936 | -1,00 |
4,8 | 0,9897 | -2,00 |
6,8 | 0,9866 | -3,00 |
11,3 | 0,9801 | -5,00 |
13,8 | 0,9767 | -6,10 |
16,4 | 0,9733 | -7,50 |
17,5 | 0,9719 | -8,70 |
18,8 | 0,9702 | -9,40 |
20,3 | 0,9682 | -10,6 |
22,1 | 0,9658 | -12,2 |
24,2 | 0,9628 | -14,0 |
26,7 | 0,9591 | -16,0 |
29,9 | 0,954 | -18,9 |
33,8 | 0,9472 | -23,6 |
39.0 | 0,9372 | -28,7 |
46,3 | 0,9219 | -33,9 |
56,1 | 0,9001 | -41,0 |
71,9 | 0,8631 | -51,3 |