Temperatura zamarzania wody demineralizowanej: wszystko, co musisz wiedzieć
- Szczegóły
Woda demineralizowana, znana również jako woda oczyszczona, to woda, z której usunięto minerały i sole mineralne. Proces ten ma na celu uzyskanie wody o bardzo niskiej zawartości minerałów, takich jak wapń, magnez, żelazo czy sód.
Czy woda demineralizowana może zamarznąć?
Tak, woda demineralizowana może zamarznąć, podobnie jak zwykła woda. Jednak proces zamarzania wody demineralizowanej może być nieco inny. Zwykła woda zamarza przy temperaturze 0 stopni Celsjusza, tworząc lód. Woda demineralizowana może zamarznąć przy temperaturze poniżej 0 stopni Celsjusza, ale dokładna temperatura zależy od czystości wody i jej zawartości minerałów. Im bardziej demineralizowana jest woda, tym niższa jest temperatura zamarzania.
Warto zauważyć, że gdy przechłodzona woda destylowana zostanie zanieczyszczona lub wstrząśnięta, jej temperatura gwałtownie wzrośnie do 0°C i woda natychmiast zamarznie. Możemy wyróżnić kilka rodzajów nukleacji. Po pierwsze, istnieje nukleacja homogeniczna, zwana również spontaniczną. W tym przypadku zarodki powstają samoczynnie w czystej substancji w wyniku fluktuacji gęstości. Kolejnym rodzajem jest heterogeniczna nukleacja indukowana. Nukleacja to także proces, w którym dochodzi do tworzenia i gromadzenia się dyslokacji, pęknięć oraz małych cząstek w już istniejącym materiale.
Zastosowanie wody demineralizowanej
Chcąc dowiedzieć się, do czego służy woda demineralizowana, warto sprawdzić, gdzie znajduje zastosowanie. Można je odnaleźć w wielu dziedzinach przemysłu, a także w gospodarstwach domowych. Woda destylowana najczęściej wykorzystywana jest w farmacji (do produkcji leków) oraz w kosmetologii (do produkcji kosmetyków). Często jest stosowana także do wytwarzania elektrolitów znajdujących się w akumulatorach oraz do produkcji odbitek fotograficznych.
Jeśli chodzi o przedmioty codziennego użytku, wodę dejonizowaną wykorzystuje się do otrzymywania bombek choinkowych, luster kryształowych oraz innych produktów ze szkła. Akwarium, różnego rodzaju instalacje wodne, żelazka parowe oraz nawilżacze powietrza to kolejne domowe sprzęty, w których używa się wody destylowanej.
Przeczytaj także: Demineralizacja wody w regionie Mazowsza
Ten rodzaj wody ma nie tylko zastosowanie jako składnik wielu produktów wykorzystywanych w przemyśle oraz w przedmiotach codziennego użytku. Można ją stosować również do czyszczenia. Mycie wodą demineralizowaną jest bardzo skuteczne, ponieważ ze względu na brak soli mineralnych jest bardzo miękka. Posiada również korzystną przewodność i kwaśny odczyn, dzięki czemu bardzo dokładnie zmywa brud z każdej płaskiej powierzchni, nie pozostawiając żadnych zacieków ani smug.
Wody destylowanej używa się bowiem przy akumulatorach i chłodnicach samochodowych. Rozcieńczana z płynem chłodniczym sprawia, że płyn nie zostawia osadów na chłodnicy oraz pompie i nie skraca żywotności tych podzespołów. Woda destylowana zmieszana z płynem do spryskiwaczy pozwala zaś osiągnąć oczekiwaną gęstość płynu, a dzięki temu właściwą temperaturę jego zamarzania. Rozcieńczanie wody destylowanej z kosmetykami do mycia karoserii to sposób na brak nieestetycznych zacieków.
Destylowaną wodę wykorzystuje się również w systemach klimatyzacyjnych - zarówno tych biurowych, jak i domowych. Woda destylowana przyda się także w żelazku - podobnie jak w nawilżaczu powietrza nie odłoży się w nim kamień, a co za tym idzie, zmniejszymy szansę na pobrudzenie ubrań w trakcie prasowania.
Hobbiści oraz zapaleni hodowcy rybek używają wody destylowanej w swoich akwariach jako składnika mieszanki wód o idealnych parametrach. Sprzyja ona jednak nie tylko rybkom, ale również naszym kwiatom - bardzo chętnie jest więc stosowania zarówno w ogrodnictwie, jak i do podlewania kwiatów doniczkowych.
Woda demineralizowana w chłodnictwie i klimatyzacji
W przemysłach chłodniczych i klimatyzacyjnych, woda demineralizowana jest niezbędna do utrzymania efektywności i trwałości systemów. Woda zanieczyszczona może prowadzić do korozji, osadzania się kamienia i innych problemów, które mogą skrócić żywotność urządzeń i zwiększyć koszty utrzymania.
Przeczytaj także: Opinie o olejach, wodzie demineralizowanej i piwie
Woda w układzie chłodzenia samochodu
Kierowcy nieraz zastanawiają się, czy do układu chłodzenia można wlać wodę do zamiast płynu chłodniczego. Kiedyś, w dobie słabej dostępności płynów chłodniczych, wlewanie do chłodnic zwykłej wody było powszechnym działaniem. Być może z powodu dawnych nawyków zastępowanie dedykowanego chłodziwa wodą u niektórych kierowców nadal jest czymś normalnym i praktykowanym na co dzień.
Wbrew wielu obiegowym opiniom podkreślającym słuszność zalewania układu chłodniczego zwykłą wodą, nie jest ona w stanie zastąpić dedykowanego chłodziwa. Stosowanie wody może nie od razu, ale na dłuższą metę z pewnością przyniesie użytkownikowi więcej szkód niż korzyści, szczególnie że za takie postępowanie może nawet przypłacić remontem silnika. Wlewanie wody do chłodnicy nie przyniesie korzyści zarówno latem, jak i zimą.
Oprócz tego, stosowanie wody w układzie zamiast chłodziwa szybko doprowadzi do osadzania się w nim kamienia, powstającego wskutek wytrącania się z wody minerałów. Z czasem będą się nawarstwiać i stopniowo ograniczać przepustowość kanałów doprowadzających chłodziwo.
Chociaż nie zaleca się wlewania wody zamiast płynu chłodniczego, w niektórych przypadkach warunkowo można ją zastosować. Najczęściej są to sytuacje awaryjne, np. gdy pod ręką nie ma butelki z płynem chłodzącym (lub koncentratem płynu), a ze zbiorniczka wyrównawczego wyciekła duża ilość płynu. Wtedy wyjątkowo można dolać wody, ale zamiast zwykłej „kranówki” najlepiej uzupełniać poziom wodą demineralizowaną - ona przynajmniej nie przyczyni się do odkładania w układzie kamienia.
Jeśli sytuacja zmusi nas do użycia czystej wody (lub gdy dolaliśmy wody demineralizowanej, ale w dużej ilości), przy pierwszej możliwej okazji zlećmy wymianę chłodziwa na dedykowane do auta.
Przeczytaj także: Sklepy z wodą demineralizowaną w Stalowej Woli
Płyn chłodniczy a woda
Płyn chłodzący nie jest po prostu zabarwioną na określony kolor (czerwony, różowy itp.) wodą. To unikalna ciecz wytwarzana na bazie glikolu, która zawiera mnóstwo dodatków uszlachetniających. Kluczową, z punktu widzenia użytkownika, właściwością płynu chłodniczego jest niska temperatura zamarzania (nawet poniżej 30°C) oraz wysoka temperatura wrzenia (ok. 110-130°C). Pierwszą z nich rzecz jasna odczuwamy zimą, gdyż zwykła woda zamarza już przy temperaturze 0°C, a o taką (lub niższą) w polskim klimacie nietrudno, i to przez znaczną część roku.
Warto wiedzieć, czy do układu chłodzenia pojazdu można wlać wodę i jakie konsekwencje może przynieść jazda na wodzie zamiast na płynie do chłodnic. Woda jest czynnikiem chłodniczym w przypadku silników spalinowych, w krajach o klimacie zwrotnikowym i tropikalnym jest nawet preferowana wobec płynu chłodniczego, ponieważ szybciej wytraca temperaturę. Większość dostępnych na rynku preparatów tego typu bazuje na glikolu etylenowym, tworząc doskonałą mieszaninę z wodą. Jest ona uszlachetniania dodatkami mającymi na celu ochronę układu chłodzenia pojazdu przed odkładaniem się kamienia oraz rdzewieniem.
Płyn chłodniczy ma szereg zalet, przede wszystkim jego temperatura zamarzania może wynosić nawet poniżej 30 ℃, a wrzenia 110 i więcej ℃. Są to właściwości fizyczne zdecydowanie lepsze od czystej wody, która przecież krzepnie w ok. 0℃ i wrze przy ok. 100 ℃. Płyn chłodniczy przynosi więc korzyści zarówno zimą, jak i latem.
Negatywne skutki używania wody w chłodnicy
Napełnienie układu chłodzenia wodą ma jednak sporo wad, które w naszym klimacie zdecydowanie dominują. Należą do nich:
- niższa temperatura wrzenia czystej wody, niż płynu chłodniczego - latem może to prowadzić do przegrzania silnika, np. w korku i przy włączonej klimatyzacji. W niektórych pojazdach może to prowadzić do poważnych awarii, np. deformacji albo pękania głowicy;
- odkładanie się kamienia w układzie chłodzenia - z wody pod wpływem ogrzewania i stygnięcia wytrącają się rozpuszczone w niej minerały. Osad z nich twardnieje i tworzy tzw. kamień. Może on zatykać kanały przepływu chłodziwa w silniku, chłodnicy i nagrzewnicy;
- szybsze zużycie pompy wody - czysta woda ma gorsze właściwości smarne od płynu chłodniczego, co powoduje szybsze zużywanie się łopatek w pompie wody. Dodatkowo uszkodzenia powoduje wspomniany wyżej kamień;
- rdzewienie elementów silnika i układu chłodzenia od wewnątrz - czysta woda nie chroni przed rdzą, a wręcz przyczynia się do jej powstawania;
- wysoka temperatura zamarzania czystej wody - jeżdżenie na wodzie wymaga spuszczania zimą całej cieczy z układu chłodzenia i ponowne napełnianie go przed jazdą.
Co się stanie zimą, jeśli auto będzie zalane wodą?
Pozostawienie zimą na noc samochodu z układem chłodzenia napełnionym wodą może mieć opłakane skutki dla pojazdu. Zamarzanie wody fizyk określiłby jako krystalizację. Cząsteczki cieczy w czasie krzepnięcia zaczynają układać się w regularne struktury. W tym procesie przemieszczają się, co prowadzi do zwiększenia objętości. Blisko temperatury krzepnięcia, objętość tej cieczy jest najwyższa (ok. 4 ℃). Zmieniając stan skupienia rozpycha się więc, a nie mając ujścia powoduje destrukcję naczynia. W najlepszym przypadku rozszczelni się chłodnica, w najgorszym ogromna siła, z jaką zamarzająca woda prze na ścianki, spowoduje pęknięcie bloku silnika, co wiąże się z jego całkowitą destrukcją.
Mieszanie płynu do chłodnic z wodą
Tak, można to robić. W sytuacjach awaryjnych dolanie wody do układu chłodzenia napełnionego dedykowanym płynem jest absolutnie dopuszczalne i nie spowoduje żadnych przykrych konsekwencji dla silnika. Należy jednak pamiętać o kilku podstawowych zasadach:
- do układu chłodzenia dolewaj tylko wody demineralizowanej! W procesie produkcji została ona oczyszczona z normalnie obecnych w cieczy minerałów, które powodują osadzanie się kamienia. Bezwzględnie unikaj mieszania płynu chłodniczego z wodą z kranu albo mineralną, a jeśli będziesz do tego zmuszony, koniecznie po usunięciu awarii wymień zawartość układu chłodzenia na dedykowane chłodziwo;
- pamiętaj, że rozcieńczanie płynu chłodniczego wodą zmienia jego właściwości fizyczne - temperaturę wrzenia i krzepnięcia. Jeśli dolewka była duża, np. 5 litrów wody, wtedy koniecznie dolej do układu koncentrat płynu do chłodnic. Celem sprawdzenia jakości chłodziwa w układzie można użyć jednorazowych testerów, które wskażą temperaturę krzepnięcia płynu;
Płyny niezamarzające
Płyny niezamarzające są specjalnie formułowane, aby zapobiegać zamarzaniu wody w systemach chłodzenia w niskich temperaturach. Odpowiednio dobrany płyn niezamarzający może również zapobiegać korozji, osadzaniu się kamienia kotłowego i innym problemom, które mogą skrócić żywotność systemu chłodzenia.
Pomiar czystości wody
Czystość wody może być mierzona na różny sposób. Jedna z metod określa wagę wszystkich elementów rozpuszczonych ("solute"): jest to najłatwiejsze do wykonania w przypadku rozpuszczonej substancji stałej w przeciwieństwie do rozpuszczonego gazu lub innej cieczy. Dodatkowo do pomiaru wagi zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie, można określić ich poziom poprzez stopień do którego podnoszą temperaturę wrzenia lub obniżają temperaturę zamarzania wody.
Czystość wody może być również określana na podstawie elektrycznej przewodności lub oporności; bardzo czysta woda słabo przewodzi elektryczność, więc jej oporność jest wysoka.
Wartość pH
Woda czysta jest lekko kwaśna a woda destylowana ma pH około 5.8. Wynika to z faktu, że w wodzie destylowanej jest rozpuszczany dwutlenek węgla z powietrza. Jest on rozpuszczany do momentu aż jego stężenie osiągnie równowagę (equilibrum) z jego zawartością w powietrzu.
Jedynie niedawno zdestylowana woda ma wartość pH około 7, ale pod wpływem rozpuszczanego dwutlenku węgla osiąga ona lekko kwaśne pH w przeciągu kilku godzin. Dodatkowo, warto wspomnieć, że pH wody ultra czystej jest trudne do pomiaru. Wynika to z faktu, że woda ta szybko wyłapuje zanieczyszczenia, np. takie jak CO2, co wpływa na zmianę pH; ale również ma on niską przewodność, co może wpływać na dokładność pomiaru pH.
Najbardziej dokładny pomiar pH wody ultra czystej jest osiągany poprzez mierzenie jej oporności. Dla danej oporności, wartość pH musi się mieścić w pewnym zakresie. Na przykład, jeśli oporność wody wynosi 10.0 MWcm, pH musi być pomiędzy wartościami 6.6 i 7.6.
Zależność pomiędzy opornością a wartością pH wody o wysokiej czystości jest przedstawione na wykresie poniżej [2].
Oporność elektryczna versus pH wody dejonizowanej [2]
| Rodzaj cieczy | pH |
|---|---|
| Mleko | 6.5 |
| Woda destylowana | 5.8 |
| Piwo | 4.0-5.0 |
| Kawa | 2.5-3.5 |
| Sok pomarańczowy | 3.5 |
| Napoje gazowane | 2.0-4.0 |
| Coca Cola | 2.5 |
| Wino | 2.3-3.8 |
| (kwas żołądkowy) | 1.0-2.0 |
| (kwas baterii) | 1.0 |
W porównaniu z innymi typami cieczy woda dejonizowana ma wyraźnie lekko kwaśny odczyn (pH).
tags: #woda #demineralizowana #temperatura #zamarzania
