0:00:08.470,0:00:11.708
如今世界上有十亿辆车，

0:00:11.708,0:00:13.371
它们可以把人们带到需要去的地方

0:00:13.371,0:00:16.022
但是车子并不只是一种交通工具

0:00:16.022,0:00:18.781
它们本身也是一门需要去学习的化学课

0:00:18.781,0:00:22.280
车子的启动过程从发动机气缸开始，

0:00:22.280,0:00:24.793
汽油从喷油器中喷出

0:00:24.793,0:00:26.810
然后大量的空气进入进气阀

0:00:26.810,0:00:29.844
在被火花点燃之前混合在一起

0:00:29.844,0:00:33.310
以此形成气体,扩大和推动活塞

0:00:33.310,0:00:37.137
但燃烧是一个放热反应,这意味着释放热量。

0:00:37.137,0:00:38.632
而且是很多热量

0:00:38.632,0:00:41.161
然而当这些热量从排气尾管释放的时候，

0:00:41.161,0:00:46.324
剩余在引擎的热量需要吸收、运输和释放

0:00:46.324,0:00:49.745
来避免金属部件变形甚至融化。

0:00:49.745,0:00:51.633
这就是冷却系统的由来。

0:00:51.633,0:00:54.451
让一种液体在整个引擎边上流通,

0:00:54.451,0:00:56.833
但是哪一种液体可以吸收那样的热量呢？

0:00:56.833,0:00:59.210
显然水会是第一选择。

0:00:59.210,0:01:00.836
毕竟，它的比热容，

0:01:00.836,0:01:05.957
也就是一定质量的物质每提高一摄氏度所需的能量

0:01:05.959,0:01:08.393
比任何其他的常见物质的比热容都高

0:01:08.393,0:01:10.893
而且我们有很多需要吸收的能量

0:01:10.893,0:01:12.848
但是用水来冷却会带来更大的麻烦

0:01:12.848,0:01:16.513
首先，水的冰点是零摄氏度

0:01:16.513,0:01:19.016
由于水在结冰的时候会扩大体积，

0:01:19.016,0:01:20.882
一个寒冷冬天的夜晚也就意味着

0:01:20.882,0:01:23.101
一个破碎的散热器和一个损坏的引擎

0:01:23.101,0:01:24.537
这是一个令人心寒的前景

0:01:24.537,0:01:27.203
考虑到引擎可以承受的热量

0:01:27.213,0:01:30.470
相对100摄氏度较低的沸点

0:01:30.470,0:01:33.521
会导致一种后果，那就是人们会被蒸熟

0:01:33.521,0:01:36.291
所以，我们用了一种溶液取代了水

0:01:36.291,0:01:40.121
一种由溶质和溶剂组成的均匀的混合物。

0:01:40.121,0:01:45.105
其中一些溶质的特性是根据溶剂的量而改变的。

0:01:45.105,0:01:47.545
这些特性被称为溶液的依数性，

0:01:47.545,0:01:50.855
幸运的是它们可以降低凝固点和提高沸点。

0:01:50.855,0:01:56.985
因此，溶液相对于纯溶剂有着较低的凝固点以及较高的沸点，

0:01:56.985,0:02:00.003
而且溶质越多，差别越大。

0:02:00.003,0:02:02.369
那么为什么这些特性会改变呢？

0:02:02.369,0:02:07.547
首先，我们需要理解，温度是测量粒子的平均动能。

0:02:07.547,0:02:10.305
液体温度越低，这种能量越少，

0:02:10.305,0:02:12.310
而且水分子的运动速度也会变慢。

0:02:12.310,0:02:14.839
当液体结冰时，分子运动速度减慢，

0:02:14.839,0:02:17.222
速度慢到足以让它们的引力来进行相互作用

0:02:17.222,0:02:20.280
自行地排成一个晶体结构

0:02:20.280,0:02:23.543
但溶质粒子的存在阻碍了这些引力,

0:02:23.543,0:02:27.949
需要一种溶液在自行排列前冷却下来。

0:02:27.949,0:02:30.769
至于沸点,在液体沸腾时,

0:02:30.769,0:02:32.900
它产生气泡并充满了蒸汽,

0:02:32.900,0:02:36.928
但要形成气泡 蒸汽压必须要变得很强

0:02:36.928,0:02:40.312
因为大气不断压低表面的液体。

0:02:40.312,0:02:43.073
随着液体加热,蒸汽压会增强,

0:02:43.073,0:02:45.688
然后当蒸汽压和大气压是一样的时候

0:02:45.688,0:02:48.281
就会产生气泡 发生沸腾的现象。

0:02:48.281,0:02:51.400
溶液的蒸汽压比纯溶剂要低,

0:02:51.400,0:02:54.333
所以溶液必须 加热到一个更高的温度

0:02:54.333,0:02:56.792
以此来和大气压强抗衡

0:02:56.792,0:02:59.361
还有一个额外的好处,在散热器的压力

0:02:59.361,0:03:01.208
一直保持比大气压强的状态

0:03:01.208,0:03:04.903
再高25摄氏度就可以达到沸点。

0:03:04.903,0:03:07.914
通常在冷却系统中采取的溶液是

0:03:07.914,0:03:11.389
用一种50/50的乙二醇和水的混合物,

0:03:11.389,0:03:17.532
这种混合物的凝固点是零下37摄氏度，沸点是106摄氏度。

0:03:17.532,0:03:21.225
在最受推崇的70/30的比例当中,

0:03:21.225,0:03:25.156
凝固点比零下55摄氏度还低，

0:03:25.156,0:03:29.026
沸点将提高到113摄氏度。

0:03:29.026,0:03:31.616
由此看来，添加的乙二醇越多，

0:03:31.616,0:03:34.705
保护的能力越强， 所以为什么不用更多的乙二醇呢？

0:03:34.705,0:03:37.483
好吧，结果是你不可能有太多的好东西

0:03:37.483,0:03:38.754
因为在很高的比例中，

0:03:38.754,0:03:41.834
凝固点的温度实际上又会升高。

0:03:41.834,0:03:45.269
溶液的属性和乙二醇的属性相对应,

0:03:45.269,0:03:48.264
都在零下12.9摄氏度结冰，

0:03:48.264,0:03:51.288
比我们获得的溶液的温度高。

0:03:51.288,0:03:54.978
该溶液流过发动机，在这过程中吸收热量。

0:03:54.978,0:03:57.734
当溶液流到散热器的时候，溶液被风扇冷却下来，

0:03:57.734,0:04:00.280
还有从车头吹过来的风也使得溶液冷却下来

0:04:00.280,0:04:02.872
这些都是在溶液返回到热的引擎室之前发生的。

0:04:02.872,0:04:04.840
所以，一个高效安全的发动机冷却液

0:04:04.840,0:04:09.418
必须要有一个高的比热容，[br]低的凝固点，还有一个高的沸点。

0:04:09.418,0:04:13.407
但是我们不需要满世界去找那种完美的液体来解决问题，

0:04:13.407,0:04:15.844
我们自己可以创造溶液。