Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения
Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.
Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.
Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.
Зима
Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:
- Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
- Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.
Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:
- При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она сократится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
- При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
- При исходной величине в 1,23 г/см3 диапазон упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.
Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.
Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.
Регион использования транспортного средства | Значение показателя плотности, г/см3 |
---|---|
Южные регионы | 1,25 |
Центральные регионы | 1,27 |
Северные регионы | 1,29 |
Регионы Крайнего Севера | 1,31 |
Лето
В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.
Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:
- Улетучивание жидкости из состава кислоты.
- Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.
Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.
Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.
Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.
Регион использования транспортного средства | Значение показателя плотности, г/см3 |
---|---|
Южные регионы | 1,25 |
Центральные регионы | 1,27 |
Северные регионы | 1,27 |
Регионы Крайнего Севера | 1,27 |
Как правильно откорректировать плотность электролита?
Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:
- применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
- использование дополнительных кислот.
Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:
- специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
- цистерна для создания нового раствора;
- электролит или кислота корректирующего содержания;
- очищенная жидкость.
Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:
- Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
- Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе.
Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
- Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
- После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.
- Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.
Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:
Плотность аккумулятора, г/см3 | Обязательная величина параметра, г/см3 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1,24 | 1,25 | 1,26 | |||||||
Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | |
1,24 | — | — | — | 60 | 62 | — | 120 | 125 | — |
1,25 | 44 | — | 25 | — | — | — | 65 | 70 | — |
1,26 | 85 | — | 88 | 39 | — | 40 | — | — | — |
1,27 | 122 | — | 126 | 78 | — | 80 | 40 | — | 43 |
1,28 | 156 | — | 162 | 117 | — | 120 | 80 | — | 86 |
1,29 | 190 | — | 200 | 158 | — | 162 | 123 | — | 127 |
1,30 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Продолжение таблицы
Плотность аккумулятора, г/см3 | Обязательная величина параметра, г/см3 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1,27 | 1,28 | 1,30 | |||||||
Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | Забор электро-лита | Долив раствора 1,40 г/см3 | Добавление жидкости | |
1,24 | 173 | 175 | — | 252 | 256 | — | — | — | — |
1,25 | 118 | 120 | — | 215 | 220 | — | — | — | — |
1,26 | 85 | 66 | — | 177 | 180 | — | 290 | 294 | — |
1,27 | — | — | — | 122 | 126 | — | 246 | 250 | — |
1,28 | 40 | — | 43 | 63 | 65 | — | 8198 | 202 | — |
1,29 | 75 | — | 78 | — | — | — | 143 | 146 | — |
1,30 | 109 | — | 113 | 36 | — | 38 | 79 | 81 | — |
Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:
Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:
- Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
- Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
- Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
- Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
- Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.
Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.
Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.
В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.
При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.
Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:
- контролируйте плотность с помощью ареометра;
- обеспечивайте грамотное обслуживание;
- проверять уровень заряда.
Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?
Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.
Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.
Плотность электролита зимой и летом
Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.
Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см3. И менять её не требуется, это запрещено вообще! Коррекцию электролита самостоятельно тоже нельзя делать ни в коем случае. Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.
Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см3 электролит замерзает при температуре -60 0С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.
Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит. Ничего этого делать не нужно!
Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.
Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.
Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.
Также на эту тему:
Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица
Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.
В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.
В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h3SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.
Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.
Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.
Плотность в зимний и летний период
Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.
Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:
- 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
- 1,28 — при -15-30°С;
- 1,27 — при -4-15°С;
- 1,24-1,26 — при более высоких температурах.
Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.
Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.
Практические советы по эксплуатации АКБ
Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.
Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.
Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.
При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.
youtube.com/embed/qqBZ_R4Y_S0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы
Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.
Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.
Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см3. Летом эти цифры могут быть немного меньше.
Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.
Зимой
Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см3. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.
Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.
Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:
- Если первоначальная плотность — 1,30 г/см3, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см3, а при половинном заряде — до 1,22.
- При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
- Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см3, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.
Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см3 , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см3.
Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.
Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.
Перед наступлением холодов:
- очистить корпус ото всех загрязнений;
- зачистить и обработать смазкой клеммы;
- полностью зарядить аккумулятор.
Во время эксплуатации:
- укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
- перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
- прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.
Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.
Как выбрать АКБ для зимы?
Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.
Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.
На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:
- Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
- Соответствие технических требований АКБ и машины.
- Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.
Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.
Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом
Споры по вопросу правильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов ведутся давно, и конца им не видно. Это объясняется, в том числе, и тем, что число автолюбителей неуклонно растет, и каждый из тех, кто смог проехать самостоятельно даже пару сотню метров, уже априори считает себя авторитетом в данной области и высказывает «авторские», порой безапелляционные, суждения.
Если «пройтись» по Интернету, то порой встречается и такое, что вполне можно засомневаться в собственной компетенции, пожалеть о напрасно потраченных годах и даже пересмотреть свое мировоззрение.
Но это еще полбеды. Дело в том, что даже у профессионалов мнения по некоторым вопросам не всегда совпадают. Поэтому попробуем суммировать всю доступную информацию и вывести «среднее арифметическое», не кидаясь в крайности. Не будем утруждать читателя пояснениями относительно всех нюансов химических процессов, протекающих в АКБ, специфическими терминами, а рассмотрим проблему поддержания плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом на приемлемом уровне с чисто практической точки зрения.
Главный советчик по уходу и сбережению аккумулятора, в том числе, и по плотности электролита – Производитель!
К каждой батарее прилагается сопроводительный документ (памятка, инструкция или что-то еще – не суть важно). Но именно в нем написано то, что необходимо знать автовладельцу и учитывать при эксплуатации конкретной батареи. Только тот, кто ее изготовил, разбирается во всех тонкостях ухода.
Например, к какой категории относится АКБ – обслуживаемые, малообслуживаемые (не требующие регулярной доливки воды на протяжении многих месяцев) или необслуживаемые. А то, что они бывают разными и по материалам, и по технологии изготовления (и так далее), объяснять, думается, никому не стоит.
Максимальный, причем систематический, разряд батареи резко снижает срок ее пригодности к эксплуатации. Это никем не оспаривается. Дело в том, что он вызывает повышенную сульфатацию пластин (отложение солей), и часто такой процесс становится необратимым. Слишком «запущенный» аккумулятор восстановлению не подлежит, и его дальнейший путь – в утиль, даже если он не так уж и давно приобретен.
Для батареи одинакова вредна как пониженная, так и повышенная плотность электролита. Если он (в силу разряженности аккумулятора) мало чем отличается от воды, то банки при низких температурах могут просто замерзнуть. Кроме того, такие понятия, как «плотность» и «емкость» батареи, взаимосвязаны (прямая зависимость). Следовательно, возникнут не только проблемы с запуском движка, но и с необходимостью более частой постановки на зарядку.
Излишняя же плотность провоцирует активацию химических процессов, которые в батарее протекают постоянно, независимо от того, «работает» она или «отдыхает». А это влечет более интенсивное разрушение пластин и снижает срок службы изделия.
Для каждого региона есть свое значение оптимальной плотности электролита, поэтому единой рекомендации изначально быть не может. Например, для условий Крайнего Севера – не менее 1,29. Поэтому необходимо ориентироваться не только на сезон, но и на критические значения температуры, которыми характеризуется данная местность. Следовательно, встречающиеся в интернете советы о поддержании плотности на уровне 1,26 – 1,27 можно расценивать только как общую рекомендацию. Кстати, такой показатель приемлем для большей части территории РФ, наверное, поэтому его часто и упоминают.
Учитывая сказанное, есть смысл выяснить минимально допустимое (критическое) значение плотности, ниже которого оно не должно опускаться. И вот тут нужно вспомнить об инструкции Производителя! Хотя есть и распространенное правило – не менее 1,23.
Практические советы
- В зимний период запуск двигателя, как правило, затруднен. Поэтому, если машина стояла в холодном боксе и АКБ с нее не снималась, то ее желательно предварительно прогреть (повысить температуру электролита). Самый простой способ – включить осветительные приборы (например, дальний свет).
- Необходимо чаще контролировать состояние клемм, особенно при сезонном понижении температуры. Уменьшение плотности электролита влечет увеличение значения внутреннего сопротивления батареи, а, следовательно, и всей эл/цепи «запуска». Вспомнив закон Ома, несложно понять, что пусковой ток становится несколько меньше, что и затрудняет работу стартера (не создается должный крутящий момент).
- Если в батарею требуется долить воду (дистиллированную), то специалисты рекомендуют делать это, не снимая АКБ с машины и при запущенном двигателе. Объясняется это следующими причинами.
Во-первых, значения плотностей электролита и воды отличаются, и такой способ доведения уровня в банках до нормы обеспечивает качественное перемешивание жидкостей.
Во-вторых, если долить воды и после этого не эксплуатировать машину, а уйти хотя бы на время, то она может элементарно замерзнуть, так как легче электролита и, следовательно, будет являться «поверхностным слоем» жидкости в каждой банке.
- Ни в коем случае нельзя добиваться повышения значения плотности путем банального добавления в электролит кислоты!!! Объяснение простое – чем агрессивнее среда, тем меньше срок пригодности АКБ к использованию. Именно по этой причине некоторые автомобилисты не могут понять, почему уже через год после приобретения вроде бы новая батарея уже ни на что не годится. Вывод – только постановка на зарядку.
- Многие автомобилисты в зимний период ставят машину «на прикол». Им не рекомендуется оставлять АКБ по месту установки. Целесообразнее ее снять, полностью зарядить и перенести в прохладное помещение (например, спустить в погреб), предварительно «укутав» во влагонепроницаемый материал. В каждом регионе «своя» зима (по продолжительности). Поэтому не реже раза в пару месяцев ее стоит проверять «на плотность» и при необходимости подзаряжать. Такая аккуратность в уходе вполне окупится более продолжительным сроком эксплуатации батареи.
И напоследок — не нужно стесняться спрашивать советов у людей опытных. В любом гаражном комплексе есть автолюбители, которые характеризуются продолжительной безаварийной эксплуатацией, аккуратностью в уходе за «железным конем». А если такой человек имеет и большой стаж вождения (а значит, и обслуживания), то его рекомендации (и по плотности тоже), лишними никак не будут.
самый подробный обзор ?, какие должны быть в заряженном АКБ или при разрядке зимой и летом (таблицы с показателями и видео)
Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля представляет собой соотношение химически активного вещества и дистилированной воды, залитых в банки АКБ в определенной пропорции. Данный параметр устанавливается в зависимости от условий использования транспортного средства и совокупности требований к автомобилю.
Какие должны быть плотность и уровень электролита
В регионах с умеренным климатом рабочий параметр плотности электролита должен составлять от 1,25 до 1,27 г/см3 ±0,01 г/см3.
Важно знать
Следует учитывать, что чем ниже плотность электролита в полностью заряженной батарее авто, тем дольше она прослужит.
Плотность кислоты с водой в банках автомобильного аккумулятора разная, и зависит от нескольких параметров:
- заряженность батареи;
- процентного содержания серы — чем больше концентрация раствора, тем более высокая плотность жидкости;
- температуры раствора — чем больше это значение, тем ниже уровень плотности.
Оптимальный уровень электролита в аккумуляторе машины должен быть таким, чтобы в каждой банке раствор покрывал пластины с запасом 10-15 мм.
Таблица: плотность в зависимости от климатической зоны
Климатический район (среднемесячная температура воздуха в январе, °C) | Время года | Заливаемого | Полностью заряженная батарея | Батарея разряжена | |
на 25% | на 50% | ||||
Очень холодный (от -50 до -30) | Зима | 1,28-1,29 | 1,30 | 1,26 | 1,22 |
Лето | 1,27 | 1,28 | 1,24 | 1,20 | |
Холодный (от -30 до -15) | Круглый год | 1,26 | 1,27 | 1,24 | 1,20 |
Умеренный (от -15 до -8) | Круглый год | 1,24 | 1,27 | 1,24 | 1,20 |
Теплый влажный (от 0 до +4) | Круглый год | 1,22 | 1,23 | 1,19 | 1,05 |
Жаркий сухой (от +4 до +15) | Круглый год | 1,20 | 1,23 | 1,19 | 1,15 |
Плотность электролита в аккумуляторе зимой
В странах, где зимой температура воздуха опускается до -30 градусов данное значение должно быть на 0,01 г/см3 больше, а в областях с жарким климатом — на 0,01 г/см меньше. Если в зимнее время года температура воздуха опускается до -50 °C, то уровень плотности рекомендуется увеличивать до 1,29 г/см3. Если данный показатель будет меньше, это станет причиной снижения электродвижущей силы и возможного замерзания рабочего раствора.
Важно знать
Слишком высокий уровень плотности раствора электролита в банках аккумуляторной батареи повлияет на ее срок службы. Пониженный параметр становится причиной падения напряжения и трудному пуску силового агрегата.
Если плотность рабочего раствора в холодное время года снизится до 1,09 г/см3, это станет причиной замерзания аккумуляторной батареи уже при -7 градусах. Надо учитывать, что кратковременные поездки на транспортном средстве, составляющие менее 30 минут, не дают возможности рабочей жидкости полностью прогреться и эффективно заряжаться. Поэтому разряд электролита при низких температурах ежедневно растет, что серьезно влияет на уровень плотности.
Полезно знать
Для нового и исправного аккумулятора нормальная величина изменения плотности рабочей жидкости при полном заряде и разряжении составляет в диапазоне от 0,15 до 0,16 г/см3.
Таблица: температура замерзания электролита в зависимости от его плотности
Плотность электролита (г/см3) | Степень заряженности (%) | Температура замерзания, °C |
1,11 | 0,0 | -7 |
1,12 | 6 | -8 |
1,13 | 12,56 | -9 |
1,14 | 19 | -11 |
1,15 | 25 | -13 |
1,16 | 31 | -14 |
1,17 | 37,5 | -16 |
1,18 | 44 | -18 |
1,19 | 50 | -24 |
1,2 | 56 | -27 |
1,21 | 62,5 | -32 |
1,22 | 69 | -37 |
1,23 | 75 | -42 |
1,24 | 81 | -46 |
1,25 | 87,5 | -50 |
1,26 | 94 | -55 |
1,27 | 100 | -60 |
Плотность электролита в аккумуляторе летом
Важно знать
Данный параметр для теплых и влажных климатических регионов должен составить не менее 1,22 г/см3 (эта величина является критической).
В конце весны и летом температура в моторном отсеке более высокая, что приводит к испарению воды из кислотного раствора и более активному протеканию электрохимических процессов в аккумуляторе. Это становится причиной повышенной токоотдачи.
В жаркое время года из-за высокой температуры особо остро стоит проблема обезвоживания для аккумулятора. Поскольку высокий уровень плотности негативно влияет на свинцовые пластины обслуживаемых и необслуживаемых батарей, рекомендуется, чтобы этот параметр имел отклонение на 0,02 г/см3 меньше номинального. В частности, если речь идет о южных регионах, где используется устройство. При снижении объема или количества рабочей жидкости и увеличения параметра плотности коррозийные процессы на электродных выходах могут увеличиться.
Причины изменения плотности
Список причин, которые приводят к изменению уровня плотности аккумулятора:
- Снижение уровня электролита в АКБ (приводит к повышению плотности).
- Уменьшение концентрации серной кислоты в аккумуляторе или так называемая сульфатация пластин.
Сульфат свинца кристаллизуется, теряя способность участвовать в химических реакциях. В результате такого процесса аккумулятор уже не получится зарядить полностью даже при использовании внешнего зарядного устройства, поскольку не вся площадь пластин задействована в работе. Так как аккумулятор не заряжается до конца, то и плотность электролита не восстанавливается до своих исходных значений.
- Разряд батареи. Данная проблема особо актуальна для зимы и тех автомобилей, которые редко используются или где замена аккумулятора производилась давно.
- Неоднократная зарядка аккумулятора. Это приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости.
- Не осуществляется контроль за уровнем концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости.
Как самостоятельно проверить плотность электролита и степень разряженности батареи?
Прежде чем измерить плотность электролита нужно провести проверку и подготовку аккумулятора, затем произвести замер с помощью:
- Ареометра (денсиметра). Для этого на отключенном аккумуляторе откручиваются все банки, прибор погружается в жидкость, и делается забор небольшого количества электролита. Определение уровня плотности производится в соответствии с показаниями на шкале тестера.
- Тестера (мультиметра). Прибор переводится в режим вольтметра, производится мониторинг параметра напряжения и полученные данные сравниваются с нормированными.
- Самодельным устройством. Способ аналогичен проверке ареометром, однако в данному случае в качестве резервуара используют стеклянную пробирку, в которую помещают какой-нибудь грузик (пшено, кусок свинца). Затем нужно будет самостоятельно произвести градуировку ареометра.
Важно знать
Если батарея необслуживаемая и на ней нет индикатора для проверки уровня и плотности, то для измерения ареометром потребуется высверлить отверстия в банках, которые после выполнения задачи необходимо запаять.
Видео: проверка плотности электролита в автомобильной батарее
Канал «videostar» в своем видео подробно рассказал о том, сколько должно быть электролита в банках аккумулятора и как проверять его плотность.
Таблица: поправка к показаниям ареометра
Температура рабочего раствора при измерении величины плотности, °С | Поправка к показаниям ареометра, полученным в ходе проверки, г/см3 |
от -55 до -41 | -0,05 |
от -40 до -26 | -0,04 |
от -25 до -11 | -0,03 |
от -10 до +4 | -0,02 |
от +5 до +19 | -0,01 |
от +20 до +30 | 0,00 |
от +31 до +45 | +0,01 |
от +46 до +60 | +0,02 |
Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита
Температура воздуха | Степень заряженности аккумуляторной батареи | ||
На 100% заряжена | Заряжена на 70% | Полностью разряжена | |
+25 градусов и выше | 1,21 — 1,23 | 1,17 — 1,19 | 1,05 — 1,07 |
менее +25 градусов | 1,27 — 1,29 | 1,23 — 1,25 | 1,11 — 1,13 |
Таблица: плотность электролита и степень заряженности АКБ при проверке мультиметром
Степень заряженности аккумулятора | Плотность рабочего раствора электролита, г/см3 | Напряжение аккумуляторной батареи, В |
100% | 1,28 | 12,7 |
80% | 1,245 | 12,5 |
60% | 1,21 | 12,3 |
40% | 1,175 | 12,1 |
20% | 1,14 | 11,9 |
0% | 1,1 | 11,7 |
Как скорректировать плотность электролита в аккумуляторе?
Полезно знать
Стабилизация плотности электролита производится с помощью добавления раствора рабочей жидкости и зарядки. Однако, чтобы поднять данный параметр, недостаточно просто долить дистиллированную воду в банки и тем самым увеличить или уменьшить плотность.
Таблица: корректировка плотности электролита
Плотность электролита в батарее, г/см3 | Уровень плотности по стандарту, г/см3 | ||||||||
1,24 | 1,25 | 1,26 | |||||||
Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | |
1,24 | — | — | — | 60 | 62 | — | 120 | 125 | — |
1,25 | 44 | — | 45 | — | — | — | 65 | 70 | — |
1,26 | 85 | — | 88 | 39 | — | 40 | — | — | — |
1,27 | 122 | — | 126 | 78 | — | 80 | 40 | — | 43 |
1,28 | 156 | — | 162 | 117 | — | 120 | 80 | — | 86 |
1,29 | 190 | — | 200 | 158 | — | 162 | 123 | — | 127 |
1,30 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Плотность электролита в батарее, г/см3 | Уровень плотности по стандарту, г/см3 | ||||||||
Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | |
1,24 | 173 | 175 | — | 252 | 256 | — | — | — | — |
1,25 | 118 | 120 | — | 215 | 220 | — | — | — | — |
1,26 | 65 | 66 | — | 177 | 180 | — | 290 | 294 | — |
1,27 | — | — | — | 122 | 126 | — | 246 | 250 | — |
1,28 | 40 | — | 43 | 63 | 65 | — | 198 | 202 | — |
1,29 | 75 | — | 78 | — | — | — | 143 | 146 | — |
1,30 | 109 | — | 113 | 36 | — | 38 | 79 | 81 | — |
Видео: руководство по увеличению параметра плотности в АКБ
Канал «Denis МЕХАНИК» в своем видео подробно рассказал о том, как повысить плотность электролита в аккумуляторной батарее автомобиля.
Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.
Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер, быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.
Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:
- внутреннее сопротивление
- напряжение
- емкость
- отдача
1. Внутреннее сопротивление аккумулятора
Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.
При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.
Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.
Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007
В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:
— вязкость увеличивается на 16%
— удельное сопротивление увеличивается на 15%
— емкость аккумулятора падает на 4%
Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.
Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см3 от температуры:
Температура, °С | Удельное сопротивление электролита Ом·см |
+ 40 | 0,89 |
+ 25 | 1,28 |
+ 18 | 1,46 |
0 | 1,92 |
– 18 | 2,39 |
Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.
Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза.
2. Напряжение на клеммах АКБ
Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.
Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С дополнительно 1,2В (15В).
Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках.
Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.
12,24 В — заряде 50%,
11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.
При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.
Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.
4. Емкость аккумулятора
Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tp, где С – емкость, а·ч;
Ip – сила разрядного тока, а;
tp – время разряда, ч.
Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.
5. Отдача по емкости
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по емкости зависит от полноты заряда, который падает с падением температуры электролита.
Выводы
Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.
Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.
Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:
1. Утепление подкапотного пространства
2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.
3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством.
4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.
Ссылки по теме
лучших температур для хранения, использования и зарядки аккумуляторов электрических велосипедов. И ОПАСНЫЕ зоны, которых следует избегать. — EbikesHQ.com
Возможно, вы слышали или читали предупреждения о батареях для электровелосипедов. «Не заряжайте аккумулятор, если он замерз!» «Не нагревайте холодную батарею обогревателем» «Не допускайте попадания прямых солнечных лучей». В этих и многих других предупреждениях есть доля правды.
Мы подробно рассмотрим все особенности аккумуляторов для электрических велосипедов и то, как высокие и низкие температуры могут повлиять на производительность и срок службы батареи. И какие предупреждения о температуре следует учитывать при зарядке аккумулятора и использовании электрического велосипеда.
Вы можете думать об аккумуляторах для электрических велосипедов как об устройствах типа «Златовласка». Он не любит слишком жарко и не любит слишком холодно, он предпочитает диапазон температур, который «в самый раз».
Это включает диапазоны температур для зарядки от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C), типичное использование во время езды, в идеале около 68 ° F (20 ° C), и хранение от 41 ° F ( 5 ° C) и 68 ° F (20 ° C).
В крайних случаях выходите за пределы этих температурных диапазонов, и химический состав батареи начинает изменяться по-разному, от снижения емкости до повышенного риска необратимого внутреннего повреждения или возгорания.
Что находится в аккумуляторе Ebike?
В этой статье я обычно буду ссылаться на химию литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов. Почти все современные электрические велосипеды используют этот стандартный тип батареи из-за высокой плотности энергии.
Литий-ионный аккумулятор, используемый в современных электровелосипедах, имеет несколько различных химических составов, в том числе: литий-никель-кобальт-марганец (Li-NCM), литий-марганцево-кобальт (LiMnCO2), литий-никель-кобальт-алюминий (LiNiCoAlO2) и литий-полимерный. (обычно химия кобальта).
Ячейки
В каждой батарее электрического велосипеда есть несколько отдельных ячеек меньшего размера — обычно в формате 18650. Этот элемент немного больше, чем батарея «AA», и имеет заряд 1,5 В с диапазоном емкости 3200-3500 мАч.
Эти меньшие элементы соединяются последовательно и параллельно и объединяются, образуя большую батарею электрического велосипеда. В зависимости от напряжения (обычно 36 В, 48 В, 72 В) и мощности (от 400 Втч до 1000+ Втч) расположение и количество этих ячеек различаются.Один из примеров — блоки питания Bosch содержат 40-50 отдельных ячеек.
BMS
BM… что? BMS означает
Система управления батареями, входящая в состав всех литий-ионных аккумуляторов.
степень или другой. BMS выполняет несколько
вещи для батареи, в том числе:
- Мониторинг батареи на предмет опасных условий, таких как высокая / низкая температура, дисбаланс заряда между элементами и т. д.
- Если возникает небезопасное состояние, BMS может отключить питание от зарядки или доставки заряда, чтобы избежать отказа батареи
- Отслеживает состояние заряда и состояние (емкость) аккумулятора.
Все об идеальных условиях зарядки
Идеальные условия зарядки включают низкие температуры и медленную зарядку.Производители обычно рекомендуют заряжать аккумулятор электрического велосипеда при температуре от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C).
Что делать, если я заряжаю литий-ионный аккумулятор при температуре ниже 32 ° F (0 ° C)?
Заряжать литиевый аккумулятор при низких температурах категорически не рекомендуется. Почему? Я думаю, что эта информация из Battery University говорит об этом лучше всего:
«[при зарядке литий-ионных аккумуляторов потребительского класса]… металлическое покрытие лития может происходить на аноде во время заряда ниже нуля.
Это постоянно и не может быть удалено с помощью велосипеда.Батареи с литиевым покрытием более уязвимы для выхода из строя при воздействии вибрации или других стрессовых условиях ».
Таким образом, вы можете необратимо повредить аккумулятор и
увеличивают риск преждевременного выхода батареи из строя. Не то, к чему следует относиться легкомысленно, особенно
с такой дорогой заменой.
Зарядка при высоких температурах?
Как правило, аккумуляторные батареи электрического велосипеда не следует заряжать при температуре выше 113 ° F (45 ° C). Многие зарядные устройства запрещают зарядку при температуре выше 122 ° F (50 ° C) и требуют, чтобы температура аккумулятора или окружающей среды была ниже, чем для работы.
Идеальные условия разряда
Как температура влияет на емкость аккумулятора?
Нет идеального дня, чтобы покататься на электрическом велосипеде, мне подойдет большинство весенних, летних и осенних дней. Но для идеальных условий разряда идеальная температура для использования аккумулятора вашего электровелосипеда составляет около 20 ° C (68 ° F) или немного ниже.
Если посмотреть на научные данные и данные о температуре и емкости аккумулятора, более высокие температуры будут иметь положительное влияние на емкость аккумулятора, так что вы сможете увеличить время работы от аккумулятора для электровелосипеда при прочих равных условиях, кроме температуры.
Хотя более высокие температуры увеличивают емкость батареи, продолжительное воздействие также сокращает срок службы батареи — так что это своего рода палка о двух концах.
Емкость аккумулятора значительно снижается, когда температура начинает приближаться к
или ниже 32 ° F (0 ° C). Состояние
временно, до определенного предела, и как только температура батареи вернется к более высокой
нормальный диапазон его емкость также вернется.
Идеальные условия хранения
Как правило, литий-ионные батареи могут терять около 3-5% своего заряда в месяц во время хранения.Эта потеря заряда увеличивается с повышением температуры. Хранение аккумулятора электровелосипеда в очень жаркой среде +60 градусов C приведет к постоянной разрядке аккумулятора и не рекомендуется.
Идеальные условия хранения батарей
- Сухая зона
- Температура окружающей среды примерно от 41 ° F (5 ° C) до 68 ° F (20 ° C)
- Не следует хранить при температуре ниже 14 ° F (–10 ° C)
- Не следует хранить при температуре выше 140 ° F (60 ° C).
- Хранить с заряженным аккумулятором на 30-60%, избегать хранения в полностью разряженном или полностью заряженном состоянии
Наихудшая ситуация — хранить полностью заряженный аккумулятор при повышенных температурах.
Battery University
Опасные зоны
При зарядке следует избегать следующих температур:
использование или хранение литиевых батарей для электровелосипедов.
Насколько холодно слишком холодно?
- Зарядка: во время зарядки оставайтесь выше 41 ° F (5 ° C) и ни в коем случае не заряжайте ниже 32 ° F (0 ° C)
- Езда: управляйте велосипедом при температуре выше 14 ° F (-10 ° C), а если вы собираетесь кататься на морозе, перед этим держите аккумулятор внутри
- Хранение: Храните аккумулятор при температуре выше 32 ° F (0 ° C), никогда не следует хранить при температуре ниже 14 ° F ( –10 ° C)
Насколько жарко становится слишком жарко?
- Зарядка: во время зарядки оставайтесь ниже 113 ° F (45 ° C)
- Езда: используйте велосипед при температуре ниже 140 ° F (60 ° C)
- Хранение: храните аккумулятор ниже 140 ° F (60 ° C)
В худшем случае вентиляция может произойти, если температура батареи станет слишком высокой, что приведет к выходу батареи из строя или даже возгоранию.
Сохраняйте батарею в тепле в холодную погоду
Если
температура на улице ниже, ниже 32 ° F (0 ° C), поэтому рекомендуется хранить аккумулятор при комнатной температуре.
перед поездкой и поместите его на велосипед прямо перед тем, как отправиться в путь. Это позволит вашей батарее начать работу с
более высокая температура, улучшающая производительность.
Неопрен или
термозащитные крышки для аккумуляторов различных форм и размеров доступны для упаковки
вокруг батареи, чтобы она была теплее при более низких температурах.Это рекомендуется для длительных поездок в
холод.
Когда-то
аккумулятор используется, он также выделяет немного тепла, что замедлит
на охлаждение от холодных внешних температур. В конце концов, если на улице очень холодно, ты будешь
имеют более низкую производительность и емкость аккумулятора, чем в более теплый день, но эти
советы должны помочь вам расширить диапазон.
Храните аккумулятор в прохладном месте в жаркую погоду
Самый простой способ сохранить аккумулятор прохладным в жаркую погоду — не держать электровелосипед под прямыми солнечными лучами. Это снизит температуру аккумулятора на несколько градусов.
Еще одно место, где нельзя хранить аккумуляторы в жаркую погоду, — это автомобиль под прямыми солнечными лучами. В солнечный день температура в машине может легко достигать 120 ° F, а в жаркие дни — более 170 ° F.
Заключение
В целом литий-ионные батареи сегодня очень надежны и могут обеспечить отличные характеристики для электрических велосипедов. Батареи стареют и становятся менее эффективными со временем и при постоянном использовании, однако приведенные выше советы помогут изящно состарить батарею.
При надлежащем уходе при правильных температурах эти батареи могут прослужить годами и сотнями циклов зарядки, сохраняя при этом надлежащий уровень производительности.
Сезонный уход за автомобильным аккумулятором | От жаркого лета до холодной зимы | Autobatteries.com
Погода может сказаться на вашем аккумуляторе. Узнайте больше о том, как сделать так, чтобы аккумулятор был готов к любому сезону.
Уход за автомобильным аккумулятором в жаркую погоду
Совет 1. Тепло влияет на срок службы батареи
Большинство людей зимой думают о своем автомобильном аккумуляторе, но на самом деле теплые температуры — злейший враг аккумулятора.Жаркая погода означает высокую температуру под капотом, что ускоряет коррозию внутри аккумулятора. Это также может вызвать испарение воды из жидкого электролита батареи. Результат? Уменьшение емкости аккумулятора, ослабление возможности запуска двигателя и, в конечном итоге, сокращение срока службы аккумулятора.
Совет 2: проверьте аккумулятор
Убедитесь, что ваша батарея готова к жарким летним месяцам. Пройдите бесплатную простую пятиминутную проверку батареи, чтобы убедиться, что она выдерживает высокую температуру.Воспользуйтесь нашим сервисом «Найти продавца», чтобы найти ближайший к вам магазин и бесплатно протестировать аккумулятор.
Уход за автомобильным аккумулятором в мягкую погоду
Совет 1.
Проверьте или замените аккумулятор прямо сейчас
Осенью важно подготовить аккумулятор к зимнему сезону. Если сейчас есть какие-либо признаки того, что батарея разряжается, скорее всего, она подведет вас зимой, особенно если у вас старая батарея. Имеет смысл проверить или заменить батарею сейчас, чтобы избежать неприятностей из-за незапланированного выхода из строя зимой.
Совет 2: Проверьте аккумулятор и систему зарядки
Холодная погода осенью сильно сказывается на батареях, поэтому рекомендуется проверить батарею и систему зарядки. Следите за чистотой, герметичностью и отсутствием коррозии соединения аккумулятора. Батареи не всегда подают предупреждающие знаки перед выходом из строя; Перед зимой желательно сдать тест батареи. Воспользуйтесь нашим сервисом «Найти продавца», чтобы найти ближайший к вам магазин и бесплатно протестировать аккумулятор.
Совет 3. Следите за чистотой, герметичностью и отсутствием коррозии при подключении аккумулятора
Осенью погодные температуры могут быть непредсказуемыми из-за неожиданно высокой жары, наводнений и раннего снегопада. Подготовка батареи к неожиданностям — лучшее, что вы можете сделать. Перед началом зимнего сезона проверьте аккумулятор. Следите за чистотой, герметичностью и отсутствием коррозии соединения аккумулятора. Также при обращении с аккумулятором важно соблюдать меры предосторожности.
Уход за аккумулятором вашего автомобиля в холодную погоду
Совет 1. Подготовьте аккумулятор к зиме
Вашему аккумулятору приходится нелегко в холодные зимние месяцы. Двигателю вашего автомобиля требуется больше мощности для запуска, когда температура ниже, и при таких температурах вашей батарее становится труднее обеспечивать питание.
Прежде чем зима станет ледяной на вашей батарее, проверьте вашу электрическую систему, включая батарею и генератор. Также проверьте аккумулятор с помощью вольтметра, чтобы убедиться, что он в хорошем состоянии. Ваш вольтметр должен показывать 12,4 вольт или выше. Держите аккумулятор полностью заряженным в течение зимы с помощью зарядного устройства или специалиста по обслуживанию, особенно если вы часто совершаете короткие поездки (менее мили). Воспользуйтесь нашим сервисом «Найти продавца», чтобы найти ближайший к вам магазин и бесплатно протестировать аккумулятор.
Совет 2: проверьте соединения автомобильного аккумулятора
Также важно правильно обслуживать компоненты вокруг батареи. Убедитесь, что кабели, стойки и крепления находятся в хорошем состоянии, а также проверьте соединения батареи, чтобы убедиться, что они чистые и надежные. С помощью жесткой проволочной щетки удалите ржавчину и прикрепите аккумулятор к поддону, чтобы предотвратить чрезмерную вибрацию.
Решения для фотосъемки в холодную погоду
По мере приближения зимы и начала падений температуры необходимо принять определенные меры предосторожности и подготовиться, чтобы улучшить ваши впечатления от фотографирования в это самое прекрасное время года.Зима дает уникальную возможность сфотографировать окрестности, находящиеся поблизости, или во время путешествия, в отличие от любого другого времени года.
Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку. В отличие от фотографирования в более мягкое время года, погода зимой может существенно повлиять на производительность и возможности используемого вами оборудования.В результате понижения температуры и увеличения влажности (снега) элементы находятся на пике своей пресловутой активности в это время года и могут нанести ущерб вашим обычным методам съемки. Обеспечение готовности может принести пользу вашей фотосессии на открытом воздухе и означает разницу между по-настоящему запечатлеть красоту сезона и ужасным технологическим кризисом.
Как холод влияет на вашу камеру
Так же, как любое другое электронное устройство, работающее от батарей, страдает от холода, фотоаппараты и особенно их батареи работают не на полную мощность при низких температурах.Батареи страдают от холода, потому что химическая реакция, которая происходит для выработки энергии, замедляется при более низких температурах. Это влияет на общую производительность, потому что они быстрее теряют мощность из-за того, что они не могут способствовать производству энергии, если их процесс слишком замедлен. Лучший способ справиться с этим ограничением — носить запасные батареи во внутреннем кармане пальто во время съемки на холоде. Имея в наличии свежие теплые батареи, вы сможете быстро менять батареи, поскольку они быстрее теряют мощность из-за низкой температуры.После того, как разряженная батарея нагреется до комнатной температуры, она снова должна нормально работать.
«Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку».
Другой жизнеспособный вариант, если ваша камера поддерживает его, — это использование дополнительной батарейной ручки для обеспечения более длительного питания. Многие батарейные ручки поддерживают использование батарей AA вместо литий-ионных батарей, которые более доступны и их легче менять чаще. Батарейные ручки также поддерживают использование той же аккумуляторной батареи, которую принимает ваша камера, а иногда до двух из них, для широкого диапазона вариантов питания.
Помимо проблем с аккумулятором, другие электронные компоненты вашей камеры также могут работать медленнее или выходить из строя при работе в особенно суровых климатических условиях. Один из наиболее ярких примеров этого — задний ЖК-дисплей и электронный видоискатель вашей камеры. По мере того, как становится холоднее, эти экраны могут показывать более медленное время обновления, сдвиг цвета, потерю четкости или даже потенциально мерцание или затемнение.Все эти функции вернутся к нормальному состоянию, когда ваша камера снова нагреется, но, чтобы избежать их в целом, лучше всего воздержаться от ненужного использования экранов, если вы не снимаете, или если вы используете DSLR или дальномер, просто используйте оптический .
Если ваша камера не имеет встроенного оптического видоискателя, дополнительный оптический или электронный видоискатель является подходящей заменой. Очевидно, что дополнительные электронные видоискатели потребуют некоторого заряда батареи, но их можно использовать реже и снимать для обогрева по сравнению со встроенным электронным видоискателем.Также следует отметить, что даже если ваш задний монитор на вашей камере отключился, при условии, что у вас все еще есть заряд батареи, ваша камера, скорее всего, все равно будет работать, хотя и без доступа к меню или многим пользовательским функциям.
Еще одно последствие фотографирования в условиях сильного холода зимой — это возвращение в более теплое помещение после съемки на открытом воздухе. Подобно тому, как у холодного напитка образуется конденсат на внешней стороне сосуда в теплый день, ваша холодная камера может образовывать конденсат, когда попадает в теплую комнату.Это небольшое образование воды не вызывает большого беспокойства, но, если возможно, следует принимать во внимание, так как влагу внутри корпуса камеры не так легко вытереть. В худшем случае со временем конденсация может привести к появлению плесени или грибка, которые могут привести к ухудшению качества изображения, если это происходит в объективе, или даже к коррозии, если это происходит внутри корпуса камеры. Простое решение для уменьшения образования конденсата на вашем фотооборудовании — это поместить все в герметичный пластиковый пакет перед тем, как выйти в помещение.Это приведет к скоплению конденсата на внешней стороне полиэтиленового пакета, в то время как все внутри останется сухим, поскольку он нагреется до комнатной температуры.
Специальные приспособления для стрельбы в холодное и зимнее время
Вместо того, чтобы готовиться к тому, что некоторые функции вашей камеры неизбежно выйдут из строя во время съемки, существует также ряд опций, в которых используются методы защиты от замерзания, которые помогают лучше пережить холод без повреждений.
Камеры
Большинство камер до определенной степени устойчивы к холоду (обычно 32 ° F), а батареи часто являются виновниками неправильного функционирования; однако есть определенные камеры, имеющие сертификаты защиты от замерзания, что делает их более подходящими для работы в чрезвычайно холодном климате. Например, корпуса FUJIFILM X-T3 и Panasonic Lumix DC-S1 обладают высокой степенью защиты от атмосферных воздействий. Хотя ни одна из этих камер не имеет полностью морозостойкой конструкции, их прочный состав из магниевого сплава, а также обширная герметизация делают их пригодными для многих зимних применений, если у вас есть резервный аккумулятор.
Беззеркальная цифровая камера FUJIFILM X-T3
Помимо атмосферостойких камер со сменными объективами, существует также множество прочных компактных камер, которые поддерживают использование в условиях холода (до 14 ° F), а также обладают водонепроницаемыми и ударопрочными свойствами.Эти камеры отлично работают в ненастную погоду без каких-либо дополнительных аксессуаров. Доступны варианты от Canon, FUJIFILM, Nikon, Olympus, Panasonic, Ricoh и Sony.
Цифровая камера Olympus Tough TG-6
Линзы
Практически все линзы будут работать при более низких температурах. Однако, как и в случае с камерами, чем меньше электроники вы используете, тем безопаснее вы гарантированно работаете. В случае с линзами это может означать использование линз с ручной фокусировкой, чтобы потерять зависимость от мотора автофокусировки.Если температура становится слишком низкой, мотор фокусировки может начать работать медленнее, а также может быть более склонен к сбою фокусировки из-за возможности не получать постоянную полную мощность. Объектив с ручной фокусировкой полностью механический и поэтому не может выйти из строя из-за температуры.
Объектив Rokinon 14mm f / 2.8 IF ED UMC для Canon EF
Еще одно замечание, которое следует отметить, заключается в том, что в зимние месяцы меньше дневного времени, что либо приводит к более коротким фотосессиям, либо к необходимости учитывать съемку в более темных условиях.Помня о последнем, полезно работать с более быстрыми объективами (с максимальной диафрагмой f / 2,8 или больше), чтобы компенсировать отсутствие общей яркости в ранние и поздние часы дня.
Световые метры
Из-за уникального качества зимнего освещения, связанного с меньшим углом, под которым светит солнце, измерение освещенности становится немного сложнее в зимние месяцы по сравнению с общими условиями в три других сезона. Небо часто бывает пасмурным, и когда на земле лежит снег, становится трудно измерить пейзаж из-за увеличения общей контрастности сцены (т.е. разница значений экспозиции между деревом и белым небом и землей часто больше, чем может выдержать одна экспозиция). В этом типе сценария освещения портативный экспонометр действительно сияет и может превзойти измерители, встроенные в ваши камеры. Эти вспомогательные измерители дают вам свободу выбора направления, в котором вы снимаете показания экспозиции, и их гораздо проще использовать для определения соотношений освещения, чем измеритель вашей камеры.
Следует также отметить, что измерители отраженного света традиционно снимают показания света с коэффициентом отражения 18%; это означает, что они интерпретируют все тона, будь то черный или белый, как средний серый (18% серого).Эта калибровка применима при фотографировании сцены, содержащей равное количество темных и ярких объектов, поскольку замер экспозиции будет усредняться для экспонирования для среднего серого. Однако такое усреднение экспозиции терпит неудачу в ситуациях, когда вы хотите, чтобы сцена выглядела в основном черной, как ночная сцена, или в основном белой, как снежная сцена. Если вы фотографируете заснеженную сцену и снимаете общий показания экспонометра этого преимущественно белого объекта, ваша естественная экспозиция будет отображать его как средне-серый (т.е. недоэкспонировано). Инструмент, помогающий добиться правильной экспозиции в сложных условиях освещения, например в зимнее время, — это серая карта. Эти инструменты предоставляют образец 18% серого материала, по которому вы можете измерить, чтобы определить общую лучшую экспозицию при определенном освещении. Чтобы сосредоточиться на серой карте в сцене, вам нужно будет выборочно измерить серую карту, не учитывая другие области композиции. Лучше всего это сделать с помощью специального точечного измерителя или с помощью соответствующего приспособления для точечного измерителя на вашем измерителе.Кроме того, многие цифровые камеры имеют возможность точечного замера на тот случай, если вы не используете ручной измеритель.
Градуированные фильтры нейтральной плотности
Еще один инструмент, связанный с экспозицией, который особенно подходит для зимней фотосъемки, — это градиентный фильтр нейтральной плотности. Подобно стандартному сплошному нейтральному фильтру, градиентный нейтральный фильтр предназначен для уменьшения экспозиции сцены, чтобы обеспечить более длительную экспозицию. Разница между ними заключается в том, что градуированный фильтр нейтральной плотности обеспечивает эту уменьшающую экспозицию плотность только на половине подложки фильтра.Это полезно для сдерживания определенных областей сцены, которые ярче других, чтобы обеспечить более контролируемую общую экспозицию. Из-за преобладания белого цвета зимой, будь то снег или пасмурное небо, эти области часто могут быть значительно переэкспонированы из-за компенсации, необходимой для других, более темных областей изображения. Эффекты многих фильтров теперь могут быть реализованы в некоторой степени во время пост-обработки; однако преимущества градуированного нейтрального фильтра трудно реализовать на компьютере, так как исходная экспозиция, вероятно, будет иметь либо недоэкспонированные, либо переэкспонированные области, которые невозможно восстановить.
Градуированные нейтральные фильтры доступны в широком диапазоне плотностей (1/3 ступени до 10 ступеней), и их следует сочетать в паре в зависимости от контраста между яркой областью в вашей сцене и более темными областями. Конструкция этих фильтров помещает плотность более половины фильтра, оставляя другую половину чистой. Это позволяет затемнять яркие области, увеличивая экспозицию в более темных областях, чтобы получить равномерную экспозицию по всей поверхности, которая будет демонстрировать больший динамический диапазон.Необходимо учитывать точку перехода между плотной и прозрачной частью фильтра, и ее чаще всего размещают на горизонте или другой сильной линии, пересекающей композицию, чтобы избежать отвлекающей линии, пересекающей сцену. Эти переходные линии также доступны в различных градациях; либо мягкий, либо жесткий. Фильтр с мягкими краями даст переход от полной плотности к прозрачной без четкой демаркационной линии между двумя областями; жесткий край прямо противоположен и представляет собой четко очерченную линию между плотной и прозрачной областями. Градуированные фильтры нейтральной плотности доступны как в круглом, так и в прямоугольном форматах, но, если они не используются для очень конкретных целей, предпочтительным вариантом являются прямоугольные фильтры, поскольку вы можете варьировать, где эта линия перехода устанавливается в вашей сцене. С круговым градуированным нейтральным фильтром вам, по сути, придется держать горизонт в центре кадра, чтобы замаскировать эту линию перехода.
Штативы
В сочетании с желанием фотографировать зимний пейзаж и, возможно, при меньшем освещении, чем дает лето, штатив — полезный инструмент, который можно носить с собой в эти месяцы.Штативы обычно доступны из двух материалов: алюминия или углеродного волокна. Оба материала предлагают подходящую опору для вашей камеры. Однако в случае штатива с металлическими ножками он также является эффективным проводником низких температур. Так же, как и с другими металлическими поверхностями, с алюминием может быть сложно и болезненно работать в холодных условиях. Надежным решением этой проблемы является использование грелок для ног штатива, которые доступны для многих моделей штатива разных размеров, цветов и рисунков.Эти рукава обеспечивают мягкое мягкое покрытие вокруг ног, чтобы уменьшить удары холодного металла, а также обеспечить больший комфорт при переноске штатива на плече.
Если вы используете штатив из углеродного волокна, вы избавитесь от дискомфорта от прикосновения к холодной поверхности; Однако у углеродного волокна есть и недостатки, связанные с холодом. В случае работы в экстремальных ситуациях углеродное волокно может стать хрупким и даже треснуть или расколоться. Грелки для ног тоже помогут в этом случае, но, тем не менее, следует уделить особое внимание работе при особенно низких температурах.Кроме того, решение обеих проблем заключается в использовании деревянного штатива, который обеспечивает чрезвычайно высокий уровень стабильности и устойчивости к воздействию низких температур, но за счет этого также является самым тяжелым из вариантов поддержки камеры.
Еще одним важным аспектом использования штатива в замороженных условиях является наличие ножек с шипами или возможность установки дополнительных ножек с шипами. При работе на обледенелой поверхности или другой неровной местности, где резиновые ножки могут скользить, необходимо иметь возможность копаться в поверхности, на которой вы работаете, чтобы добиться максимальной устойчивости от штатива.
Водонепроницаемые рюкзаки и чемоданы
Водонепроницаемая сумка или чехол необходимы при фотосъемке в любых влажных условиях, например, в снегу, для защиты и изоляции вашего оборудования. Поскольку большинство фотоаппаратов не обладают высокой водонепроницаемостью по своей природе, хранение их в водонепроницаемой сумке при перемещении по влажным местам — вторая лучшая альтернатива.
Lowepro предлагает два варианта, которые сочетают в себе преимущества гидроизоляции с дополнительной функциональностью, позволяющей удерживать зимнее снаряжение.Whistler Backpack 450 AW II — это большой рюкзак, который идеально подходит для занятий горными видами спорта. В него можно не только положить DSLR, объективы и аксессуары, но и взять с собой набор горного снаряжения и другие необходимые для треккинга вещи. Этот рюкзак также имеет всепогодный чехол, который защитит внутреннее содержимое от самых суровых условий. Более легкий и компактный вариант — это рюкзак Whistler Backpack 350 AW II, который имеет такой же всепогодный чехол и позволяет носить с собой целый ряд оборудования, отличного от фотооборудования.
Рюкзак Lowepro Whistler 450 AW II
Еще один жизнеспособный выбор в качестве защитного рюкзака — Evoc CP 35L Camera Pack, который представляет собой универсальный герметичный рюкзак с множеством отделений для хранения очков, зимнего снаряжения и даже специальных точек крепления для лыж или сноуборда.
Evoc CP 35L Camera Pack
Если у вас уже есть переноска для вашей камеры и вы ищете немного большей защиты и дополнительной защиты от элементов и суровых условий, сумки для камеры BodyBag от LensCoat изготовлены из неопрена, чтобы добавить дополнительную изоляцию вашей камере во время путешествия и обеспечить защита от попадания пыли и грязи в корпус камеры и конфигурацию объектива. Точно так же покрытия линз TravelCoats также имеют неопреновую конструкцию для общей защиты и изоляции и подходят для самых разных линз. Эти покрытия линз особенно полезны в ситуациях, когда металлический корпус объектива может стать очень холодным и трудным в использовании (например, алюминиевые ножки штатива).
LensCoat TravelCoat для объектива Nikon 600mm f / 4E FL ED VR
Перчатки
Помимо изоляции и защиты всего оборудования вашей камеры, вам также необходимо быть готовым к холодному климату.При съемке на открытом воздухе с ношением и использованием оборудования рекомендуется по возможности надевать перчатки (само собой разумеется, что вам понадобится теплая одежда, носки, верхняя одежда и водонепроницаемая обувь). Основная проблема против ношения перчаток во время работы заключается в том, что становится неудобно манипулировать элементами управления камерой и даже просто спускать затвор в стандартной паре перчаток. С другой стороны, перчатки Freehands имеют отверстия для большого и указательного пальцев, чтобы решить эту проблему. Этот дополнительный контроль в сочетании с утеплителем из тинсулейта или флиса делает любую перчатку идеальным выбором для эффективной фотосъемки на холоде, сохраняя при этом руки в тепле.
Если у вас есть дополнительные вопросы о фотографии в холодную погоду, поговорите с одним из наших специалистов по продажам в чате, по телефону 1-800-606-6969 или посетите удобно отапливаемый B&H SuperStore в центре Манхэттена.
Не забудьте заглянуть на B&H Explora, чтобы узнать больше о Adventure Week: Winter Edition — и не забудьте подписаться на B&H в Twitter @BHPhotoVideo, чтобы быть в курсе последних новостей #adventureweek.
Экономия топлива в холодную погоду
Холодная погода и зимние условия вождения могут значительно снизить экономию топлива.
Тесты на экономию топлива показывают, что при вождении по городу расход топлива обычного бензинового автомобиля примерно на 15% ниже при 20 ° F, чем при 77 ° F. При коротких поездках (от 3 до 4 миль) он может упасть на 24%.
Воздействие на гибриды обычно больше. В этих условиях их экономия топлива может упасть примерно на 30–34%.
Для электромобилей (EV) экономия топлива может упасть примерно на 39% при смешанном движении по городу и шоссе, а запас хода может снизиться на 41%. Около двух третей потребляемой дополнительной энергии уходит на обогрев кабины.
подробнее…
Эффекты холодной погоды могут различаться в зависимости от модели автомобиля. Однако можно ожидать, что обычные бензиновые автомобили потеряют от 10% до 20% экономии топлива при движении по городу и от 15% до 33% при коротких поездках.
Для гибридов экономия топлива обычно снижается на 20–40% при движении по городу и на 25–45% при коротких поездках.
Когда обогреватель кабины не используется, экономия топлива электромобиля на 8% ниже при 20 ° F, чем при 75 ° F. Запас хода ниже примерно на 12%.
Почему зимой ниже экономия топлива?
Холодная погода влияет на ваш автомобиль больше, чем вы можете ожидать:
- Трение в двигателе и трансмиссии увеличивается при низких температурах из-за холодного моторного масла и других трансмиссионных жидкостей.
- Вашему двигателю требуется больше времени для достижения максимальной экономичной температуры.Это больше влияет на более короткие поездки, поскольку ваш автомобиль проводит большую часть поездки при неоптимальных температурах.
- Подогрев сидений, обогреватели окон и вентиляторы обогревателя потребляют дополнительную мощность.
- Прогрев автомобиля перед началом поездки снижает экономию топлива — на холостом ходу расходуется 0 миль на галлон.
- Более холодный воздух плотнее, что увеличивает аэродинамическое сопротивление вашего автомобиля, особенно на скоростях шоссе.
- Давление в шинах снижается при низких температурах, что увеличивает сопротивление качению.
- Зимние сорта бензина могут иметь немного меньше энергии на галлон, чем летние смеси.
- Производительность аккумулятора снижается в холодную погоду, что затрудняет поддержание заряда аккумулятора генератором. Это также влияет на производительность системы рекуперативного торможения на гибридах, подключаемых гибридах и электромобилях.
В суровую зимнюю погоду может упасть еще больше.
- Обледенелые или заснеженные дороги ухудшают сцепление шин с дорогой, расходуя энергию.
- Безопасная скорость движения по скользкой дороге может быть намного ниже нормальной, что еще больше снижает экономию топлива, особенно на скоростях ниже 30-40 миль в час.
- При использовании полного привода расходуется больше топлива.
Что я могу сделать, чтобы снизить расход топлива в холодную погоду?
Возможно, вы не сможете полностью снизить влияние холода на экономию топлива, но вы можете сделать несколько простых вещей, чтобы сократить расход топлива:
- Припаркуйте автомобиль в более теплом месте, например в гараже, чтобы повысить начальную температуру двигателя и кабины.
- По возможности комбинируйте поездки, чтобы реже ездить с холодным двигателем.
- Сведите к минимуму холостой ход автомобиля, чтобы прогреть его. Большинство производителей рекомендуют осторожно трогаться с места примерно через 30 секунд. Двигатель нагревается быстрее во время движения, что позволит быстрее включиться теплу, снизит ваши расходы на топливо и уменьшит выбросы.
- Не используйте обогреватели или обогреватели сидений больше, чем необходимо.
- Регулярно проверяйте давление в шинах.
- Используйте масло, рекомендованное вашим производителем для езды в холодную погоду.
- Снимите аксессуары, повышающие сопротивление ветра, например, багажники на крыше, когда они не используются.
- Если вы управляете гибридным автомобилем или электромобилем, предварительный обогрев кабины при подключении к зарядному устройству может увеличить запас хода вашего автомобиля.
- Если вы водите подключаемый к сети гибрид или электромобиль, использование обогревателей сидений вместо обогревателя кабины может сэкономить энергию и увеличить запас хода.
Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду
Запуск автомобиля холодным зимним утром может быть неприятным, если вы не проявили инициативу накануне вечером. Когда не удается запустить двигатель, часто это связано с аккумулятором. Почему аккумулятор более чувствителен, чем другие процессы в автомобиле? Ответ заключается в способности батареи преобразовывать химическую энергию в электрическую с минимальным выделением тепла и относительно небольшом количестве тепловой энергии, доступной при низких температурах.
Начало работы
Я помню одну осень несколько лет назад, когда я купил новую машину. Следующая зима была одной из самых холодных за несколько лет. В течение двух недель градусник в саду показывал температуру ниже -10 ° C (14 ° F).
Однажды февральским утром, во время лыжных каникул в горах Швеции, я вышел на подъездную дорожку к коттеджу, чтобы завести машину, надеясь обеспечить приятную и комфортную короткую поездку для семьи по дороге к подъемнику. Включив зажигание, машина еле завелась.Автомобиль издал звук, показывающий, что шесть цилиндров работали не так гладко, как обычно. Прошла почти минута, прежде чем двигатель заработал должным образом. Поскольку машина была новой, меня это насторожило. Очень медленно ЖК-дисплей между спидометром и тахометром ожил, показывая -35 ° C (-31 ° F). Сегодня утром не кататься на лыжах!
Как инженер-электрохимик, мои мысли переместились от катания на склонах к старой доброй технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая в то время могла обеспечивать пиковый ток для запуска стартера и запуска двигателя при первом коротком повороте двигателя. ключ.
Эта проблема не ограничивается только батареями — двигатель внутреннего сгорания также сталкивается с проблемами при экстремально низких температурах. Смазочное масло становится гуще, реакции сгорания становятся вялыми, и конденсат может замерзнуть в критических частях топливной системы. Моя машина, однако, завелась. Любой электромобиль, не подключенный к электросети такой холодной ночью, вероятно, вообще не завелся бы.
В чем причина такой разницы? Ответ находится в способе преобразования химической энергии в механическую:
- Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепло, которое затем преобразуется в механическую энергию.
- Двигатель электромобиля преобразует химическую энергию аккумулятора в электрическую, которая затем преобразуется электродвигателем в механическую энергию. Он выделяет очень небольшое количество тепла по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.
Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания дает много тепла с первого такта, чтобы быстро нагреть двигатель, позволяя автомобилю почти мгновенно уехать. Тем не менее, медленное тепловыделение, которое происходит при экстремальных температурах в электромобиле, не дает того же ощущения.Процитирую Леса Гроссмана: «Это физика, это неизбежно».
Обратите внимание, что эффективность преобразования химической энергии в механическую в электромобиле намного выше, поскольку потери в батарее и в электродвигателе относительно невелики.
Помимо вопросов эффективности и тепловыделения — и прежде, чем мы обсудим аккумулятор, — давайте сравним процессы, которые могут вызвать трудности в холодную погоду в электрических и обычных автомобилях.
Сравнение процессов на автомобилях
Начнем с электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания.Можно представить, что электродвигатель меньше подвержен воздействию низких температур по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. В нем меньше движущихся частей, и, поскольку движущиеся части в основном разделены воздушными зазорами, он должен требовать меньше смазки и быть менее чувствительным к низким температурам.
Трансмиссия электромобиля также менее сложна, чем трансмиссия вагона внутреннего сгорания, поскольку электродвигатель может работать в широком диапазоне нагрузок с отличным крутящим моментом.Кроме того, электромобиль может иметь несколько двигателей (например, один спереди и один сзади) и, таким образом, не использовать большую часть трансмиссии, необходимую для работы с полным приводом. Это означает, что электромобиль не требует сложной коробки передач, которую нужно смазывать. Следовательно, электромобиль должен быть менее чувствителен к температуре и по этим причинам.
Наконец, электромобиль не требует сложной топливной системы с насосами, клапанами, датчиками, форсунками и т. Д.Это также должно сделать его менее чувствительным к низким температурам по сравнению с обычным автомобилем, с меньшим количеством компонентов, которым препятствует нарастание льда.
Как и ожидалось, плохо работает при низких температурах именно аккумулятор. Фактически, влияние низких температур на работу батарей можно наблюдать в самых разных приложениях, от военной техники и космических приложений до сотовых телефонов и клавиатур домашней сигнализации. Этот компонент, очевидно, менее важен в двигателе внутреннего сгорания, которому для запуска двигателя требуется только короткий пиковый ток.Сравните это с электромобилем, которому требуется постоянный ток. Поэтому давайте более внимательно рассмотрим характеристики батареи и то, как на нее влияет температура.
Температурно-зависимые свойства батареи
Батарея состоит из двух пористых электродов: положительного и отрицательного. Материал электронно-проводящего электрода состоит из упакованных частиц электродного материала. Пустота между этими частицами создает пористость электродов (см. Рисунок ниже).
Два электрода разделены электролитом. Кроме того, оба пористых электрода содержат поровый электролит в пустоте между частицами твердого материала электрода. На рисунке ниже показан процесс разряда батареи с сильно преувеличенным размером частиц.
Потери в батарее при заданном состоянии заряда показаны на следующем рисунке, на котором показаны вольт-амперные кривые для положительного (красный) и отрицательного электродов (синий) с рабочей точкой, заданной i 1 и -i 1 на соответствующем электроде.Можно предположить, что потенциалы положительного и отрицательного электрода измеряются с помощью электрода сравнения в середине электролита (см. Рисунок выше). Это необходимо для получения потенциалов двух отдельных электродов и учета омических потерь с обеих сторон электрода сравнения. 0}} \ right)
где E — напряжение элемента, {\ Delta S} — изменение энтропии реакции батареи, z — количество перенесенных электронов, а F — постоянная Фарадея.Это означает, что для батареи с чистой реакцией разряда с положительным изменением энтропии ({\ Delta S}) напряжение элемента увеличивается с температурой. Для батареи с отрицательным изменением энтропии напряжение ячейки уменьшается с увеличением температуры.
Большинство литий-ионных аккумуляторов, используемых в современных электромобилях, имеют слегка отрицательное или очень небольшое изменение энтропии, что означает, что напряжение разомкнутой ячейки немного увеличивается при понижении температуры. Одно это фактически улучшило бы производительность при более низких температурах.Однако изменение напряжения открытого элемента в зависимости от температуры относительно невелико по сравнению с другими параметрами, около 0-0,4 мВ / К, что составляет менее 30 мВ в диапазоне очень низких температур (-35 ° C, -31 ° C). ° F) до комнатной температуры. Таким образом, мы можем исключить термодинамику чистой реакции разряда как причину плохой работы при низких температурах.
Физические свойства электролита и электродов
Физические свойства электролита имеют большое влияние на производительность аккумулятора.Температура влияет на проводимость и коэффициенты диффузии в электролите, таким образом также влияя на эффективную проводимость и коэффициенты диффузии в порах электролита.
Электропроводность электролита может увеличиваться на один или несколько порядков от очень низких температур (-35 ° C, -31 ° F) до комнатной температуры. Если построить график зависимости логарифма электропроводности электролита от 1/ T , мы получим линейную зависимость, как показано на рисунке ниже. Этот рисунок иллюстрирует низкую проводимость при низких температурах и ее экспоненциальный рост при переходе к более высоким температурам.
Следовательно, омические потери (резистивные потери) в электролите батареи увеличиваются с понижением температуры, что приводит к более низкому напряжению элемента при заданном токе при более низких температурах. Кроме того, плохая проводимость электролита приводит к менее равномерному распределению плотности тока в пористых электродах, что, в свою очередь, снижает емкость аккумулятора. Емкость определяется как количество ампер-часов, которое может быть снято с аккумулятора до того, как напряжение резко упадет.При более низких температурах емкость есть, но низкая проводимость и последующее неравномерное распределение плотности тока делают ее недоступной до тех пор, пока батарея не нагреется.
Кроме того, коэффициент диффузии химических веществ в электролите, которые жизненно важны для питания электрохимических реакций, снижается в той же степени, что и проводимость электролита. Пониженная диффузионная способность увеличивает перенапряжение концентрации, что снижает напряжение ячейки. Пониженный коэффициент диффузии также снижает емкость батареи, поскольку большая часть частиц в электродах батареи недоступна из-за ограничений массопереноса.
Обратите внимание, что электролитическая проводимость и коэффициент диффузии связаны с подвижностью (см. Соотношение Нернста-Эйнштейна).
Физическое объяснение пониженной подвижности состоит в том, что в электролите доступно меньше тепловой энергии, что затрудняет преодоление ионами и молекулами их взаимного взаимодействия или «трения». Подвижность электролитов как функция температуры описывается уравнением Аррениуса, где энергия активации ( E a на рисунке выше) представляет собой энергию, необходимую молекулам, чтобы преодолеть их взаимодействие с соседними молекулами и перемещаться в пространстве. электролит.
Материал твердого электрода обычно имеет проводимость на несколько порядков больше, чем проводимость порового электролита. Изменение проводимости твердого материала в зависимости от температуры обычно незначительно для производительности батареи. Однако в некоторых батареях перезарядка может быть проблематичной при низких температурах, поскольку это может привести к образованию дендритов, разрушающих батарею.
Кинетика электродов
Последним большим вкладом в плохую работу батарей при низких температурах является вялая кинетика анодных и катодных реакций, что приводит к увеличению перенапряжения активации.Физическое объяснение медленной кинетики электрода состоит в том, что энергию активации становится труднее преодолеть из-за меньшего количества тепловой энергии, доступной в системе при низких температурах.
На рисунке ниже показано общее влияние на производительность батареи из-за повышенных потерь активации, омических потерь и потерь при транспортировке массы. Мы можем видеть, как увеличенное общее перенапряжение на двух электродах приводит к снижению напряжения ячейки при заданном токе и состоянии заряда.
Эти кривые происходят из уравнений Аррениуса для подвижности и кинетики электродов на электродах, которые для обратимых электрохимических реакций приводят к соответствующим выражениям Батлера-Фольмера.
Управление температурой
Современные аккумуляторные системы в электромобилях оснащены передовыми системами терморегулирования. Эти системы способны охлаждать аккумулятор, когда он работает при высоких нагрузках, и нагревать его, когда он подключен к сети, холодными зимними ночами.
Система терморегулирования поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора (см. Рисунок выше). Обратите внимание, что график относится к рабочей температуре аккумулятора, а не к температуре окружающей среды. Система терморегулирования также снижает риск теплового разгона литий-ионных аккумуляторных батарей.
Нагрев батареи при низких температурах также означает, что эффективность и дальность действия электродвигателя снижаются, поскольку часть электроэнергии или регенеративной мощности должна преобразовываться в тепло, чтобы поддерживать работу батареи в оптимальном диапазоне.Кроме того, часть этой мощности может также использоваться для обогрева кабины, что также снижает эффективность и дальность полета автомобиля.
На рисунке выше показаны результаты для модели литий-ионной аккумуляторной батареи для автомобильного применения, оснащенной каналами охлаждения и нагрева. Такие модели широко используются при проектировании системы терморегулирования аккумуляторной батареи.
Заключительные мысли
Неспособность электромобилей быстро и самопроизвольно нагревать свои батареи после чрезвычайно холодных зимних ночей объясняется высоким КПД электродвигателя и тем фактом, что он не требует выработки тепловой энергии для преобразования в механическую работу.Поэтому электромобиль всегда следует подключать к сети в ночное время перед лыжными поездками, такими как моя, чтобы температура батареи поддерживалась в разумном температурном диапазоне.
Если следовать этим рекомендациям, ваш электромобиль легко заведется — даже в горах Швеции. Фактически, большинство внешних парковок на севере (таких как Аляска, Канада, Швеция и Норвегия) имеют электрические розетки, а большинство обычных автомобилей также оснащены обогревателями двигателя. Вы не хотите рисковать при таких температурах, даже с двигателями внутреннего сгорания.
Если вы забудете включить машину во время лыжного отпуска, у вас может возникнуть соблазн вернуться в комфортабельный коттедж и, возможно, подумать о Сванте Аррениусе, шведском ученом, который разработал первое количественное описание температурной зависимости скорости химических реакций и транспорта. характеристики.
Температура воды — Системы измерения окружающей среды
Что такое температура воды?
Температура воды — это физическое свойство, показывающее, насколько горячая или холодная вода.Поскольку термины «горячий» и «холодный» являются произвольными, температуру можно дополнительно определить как измерение средней тепловой энергии вещества 5 . Тепловая энергия — это кинетическая энергия атомов и молекул, поэтому температура, в свою очередь, измеряет среднюю кинетическую энергию атомов и молекул 5 . Эта энергия может передаваться между веществами в виде потока тепла. Передача тепла, будь то воздух, солнечный свет, другой источник воды или тепловое загрязнение, может изменить температуру воды.
Температура воды играет важную роль в качестве водной флоры и фауны и среды обитания. Тепловой поток и колебания температуры определяют, какие виды будут жить и процветать в водоеме.
Температура воды была определена Дж. Р. Бреттом как «главный абиотический фактор» из-за ее воздействия на водные организмы 15 . Что это значит для озер, рек и океанов?
Почему важна температура воды
Температура воды влияет почти на все остальные параметры качества воды.
Температура — важный фактор, который следует учитывать при оценке качества воды. Помимо собственных эффектов, температура влияет на несколько других параметров и может изменять физические и химические свойства воды. В связи с этим при определении температуры воды следует учитывать 7 :
— Скорость метаболизма и производство фотосинтеза
— Токсичность соединения
— Концентрация растворенного кислорода и других растворенных газов
— Электропроводность и соленость
— Потенциал снижения окисления (ОВП)
— pH
— Плотность воды
Температура воды и водная жизнь
Скорость метаболизма водных организмов увеличивается с повышением температуры воды.
Сама по себе температура воды может влиять на скорость метаболизма и биологическую активность водных организмов 14 . Таким образом, он влияет на выбранные среды обитания различных водных организмов 8 . Некоторые организмы, особенно водные растения, процветают при более высоких температурах, в то время как некоторые рыбы, такие как форель или лосось, предпочитают более холодные реки 8 .
Исследования показали прямую зависимость между скоростью метаболизма и температурой воды. Это происходит, поскольку многие клеточные ферменты более активны при более высоких температурах 18 .Для большинства рыб повышение температуры воды на 10 ° C примерно вдвое увеличивает скорость их физиологической функции 16 . Некоторые виды могут справиться с повышением скорости метаболизма лучше, чем другие. Повышенная метаболическая функция может быть замечена по частоте дыхания и пищеварительной реакции у большинства видов. Повышенная частота дыхания при более высоких температурах приводит к повышенному потреблению кислорода, что может иметь пагубные последствия, если частота дыхания остается повышенной в течение длительного периода времени. Кроме того, температура выше 35 ° C может привести к денатурированию или разрушению ферментов, снижая метаболическую функцию 18 .
Колебания температуры также могут влиять на выбор поведения водных организмов, например переход в более теплую или прохладную воду после кормления, реакции хищников и жертв, а также режимы отдыха или миграции 16 . Некоторые виды акул и скатов даже ищут более теплые воды во время беременности 16 .
Температура влияет на скорость фотосинтеза различных водорослей.
Растения также подвержены влиянию температуры воды. В то время как некоторые водные растения переносят более прохладную воду, большинство предпочитает более теплые температуры 17 .В частности, тропические растения будут демонстрировать ограниченный рост и период покоя при температуре воды ниже 21 ° C 17 . В то время как покой подходит для выживания в холодную зиму, для процветания большинства растений требуются более высокие температуры.
Температура также может подавлять дыхание и фотосинтез растений 14 . В целом фотосинтез водорослей будет увеличиваться с повышением температуры, хотя разные виды будут иметь разные пиковые температуры для оптимальной фотосинтетической активности 14 .Выше и ниже этой температуры фотосинтез будет снижен.
Токсичность соединения и температура воды
Температура воды может играть роль в переходе между аммиаком и аммиаком в воде.
Помимо воздействия на водные организмы, высокие температуры воды могут увеличивать растворимость и, следовательно, токсичность некоторых соединений. 1 . Эти элементы включают тяжелые металлы, такие как кадмий, цинк и свинец, а также такие соединения, как аммиак 19,20 .Температура воды может не только увеличить растворимость токсичных соединений, но также может повлиять на предел переносимости организма 19 . Смертность цинка значительно выше при температуре выше 25 ° C, чем при температуре ниже 20 ° C 19 . Это происходит потому, что проницаемость тканей, скорость метаболизма и потребление кислорода увеличиваются с повышением температуры воды 19 . В одном исследовании на рыбе лабеобата 24-часовая 50% летальная концентрация (LC50) при 15 ° C составила 540 мг / л, а при 30 ° C LC50 упала до 210 мг / л 19 .
Концентрация растворенного кислорода зависит от температуры. Чем теплее вода, тем меньше кислорода она может удерживать.
Аммиак известен своей токсичностью при высоких уровнях pH, но температура также может влиять на критические концентрации при острых и хронических заболеваниях 21 . При низких температурах и нейтральном pH следующее уравнение остается смещенным влево, образуя нетоксичный ион аммония:
Nh4 + h3O <=> Nh5 + + OH-
Однако на каждые 10 ° C повышения температуры соотношение от неионизированного аммиака до аммония удваивается 21 .В 2013 году EPA определило, что максимальная концентрация критерия для пресноводных видов составляет 17 мг / л общего аммиака-азота (включая как Nh4, так и Nh5 +) из-за его потенциального скачка токсичности при более высоком pH и температуре 21 .
Температура растворенного кислорода и воды
Растворимость кислорода и других газов будет уменьшаться при повышении температуры 9 . Это означает, что более холодные озера и ручьи могут содержать больше растворенного кислорода, чем более теплые воды. Если вода слишком теплая, она не будет содержать достаточно кислорода для выживания водных организмов.
Электропроводность и температура воды
Температура воды может влиять на проводимость двумя способами. Поскольку проводимость измеряется электрическим потенциалом ионов в растворе, на нее влияют концентрация, заряд и подвижность этих ионов 11 .
Температура воды влияет на вязкость, что, в свою очередь, влияет на ионную активность и проводимость.
Ионная подвижность зависит от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры 13 . Вязкость означает способность жидкости сопротивляться потоку 23 .Чем он более вязкий, тем менее жидкий; патока и ртуть более вязкие, чем вода. Обратная зависимость между температурой и вязкостью означает, что повышение температуры приведет к уменьшению вязкости 14 . Уменьшение вязкости воды увеличивает подвижность ионов в воде. Таким образом, повышение температуры увеличивает проводимость 11 .
Электропроводность увеличивается примерно на 2-3% при повышении температуры на 1 ° C, хотя в чистой воде она увеличивается примерно на 5% на 1 ° C. 11 .Этот вариант является причиной того, что многие профессионалы используют стандартизированное сравнение проводимости, известное как удельная проводимость, то есть с поправкой на температуру до 25 ° C 10 .
Многие соли более растворимы при более высоких температурах.
Второй способ влияния температуры на проводимость — концентрация ионов. Многие соли более растворимы при более высоких температурах 22 . Когда соль растворяется, она распадается на соответствующие ионы. Так как теплая вода растворяет некоторые минералы и соли легче, чем холодная вода, концентрация ионов часто выше 9 .Повышенное содержание минералов и ионов можно заметить в природных горячих источниках, которые рекламируют свои «целебные» свойства 50 . Эти растворенные вещества часто называют общим количеством растворенных твердых веществ или TDS 12 . TDS относится ко всем ионным частицам в растворе, размер которых меньше 2 микрон 24 . Эти соли и минералы попадают в воду из горных пород и наносов, контактирующих с ними. По мере их растворения и увеличения концентрации ионов увеличивается и проводимость воды.
Скорость увеличения проводимости зависит от солей, присутствующих в растворе 22 .Растворимость KCl увеличится с 28 г KCl / 100 г h3O при 0 ° C до 56 г KCl / 100 г h30 при 100 ° C, в то время как растворимость NaCl увеличится только с 35,6 г до 38,9 г NaCl / 100 г h30 в том же диапазоне температур. . Кроме того, есть несколько солей, которые становятся менее растворимыми при более высоких температурах и, таким образом, отрицательно влияют на проводимость 22 .
Потенциал окисления и температура воды
Температура воды влияет на ОВП, но до какой степени трудно определить в полевых условиях.Окислительно-восстановительные частицы в калибровочных растворах известны количественно, и, таким образом, можно измерить влияние температуры.
Окислительно-восстановительный потенциал, известный как ОВП, также зависит от температуры. Влияние температуры на значения ОВП зависит от химических веществ (атомов, молекул и ионов), присутствующих в растворе 25 . Графики температурной зависимости обычно доступны для калибровочных растворов, но не для полевых образцов 25 .
Этот недостаток данных связан с трудностью идентификации и измерения всех окислительно-восстановительных видов, которые могут присутствовать в любом данном источнике воды.Поскольку эти виды трудно узнать и количественно определить в исследованиях окружающей среды, большинство электродов ОВП не будут автоматически компенсировать температуру. Однако температура по-прежнему может изменять показания, и ее следует регистрировать при каждом измерении, учитываемом при анализе данных 26 .
pH и температура воды
Температура воды может изменять количество присутствующих ионов, изменяя pH раствора, не делая его более кислым или щелочным.
pH рассчитывается по количеству ионов водорода в растворе.При pH 7 ионы водорода и гидроксила имеют равные концентрации, 1 x 10-7 M, сохраняя раствор нейтральным 27 . Однако эти концентрации сохраняются только при 25 ° C. При повышении или понижении температуры концентрации ионов также будут сдвигаться, что приведет к смещению значения pH 27 . Этот ответ объясняется принципом Ле Шателье. Любое изменение в системе в состоянии равновесия, такое как добавление реагента или изменение температуры, будет сдвигать систему до тех пор, пока она снова не достигнет равновесия 28 .
Уравнение:
h30 H + + OH-
— экзотермическая реакция 28 . Это означает, что если температура воды повысится, уравнение сместится влево, чтобы снова достичь равновесия. Сдвиг влево уменьшает количество ионов в воде, увеличивая pH. Точно так же, если бы температура снизилась, уравнение сместилось бы вправо, увеличивая концентрацию ионов и уменьшая pH.
pH чистой воды изменяется в зависимости от температуры, оставаясь при этом совершенно нейтральным.Чистая вода имеет pH только 7,0 при 25 градусах Цельсия.
Однако это не означает, что изменение температуры сделает раствор более кислым или щелочным. Поскольку соотношение водородных и гидроксильных ионов остается неизменным, кислотность воды не меняется с температурой 28 . Вместо этого изменяется весь диапазон pH, так что нейтральная вода будет иметь значение, отличное от 7. Чистая вода останется нейтральной при 0 ° C (pH 7,47), 25 ° C. (pH 7,00) или 100 ° C. (pH 6,14).
Плотность и температура воды
Температура воды и плотность воды напрямую связаны.При повышении или понижении температуры воды изменяется ее плотность. Это уникальное соотношение, так как в отличие от большинства материалов плотность чистой воды уменьшается примерно на 9% при замерзании 29 . Вот почему лед расширяется и плавает по воде. Чистая вода уникальна еще и тем, что достигает максимальной плотности 1,00 г / мл при 4 ° C 29 . Вода с температурой выше и ниже этой, включая перегретую и переохлажденную воду, будет плавать в воде с температурой 4 ° C.
Айсберги — яркий пример того, как лед плавает над водой.Фото предоставлено Национальной океанской службой NOAA на Flickr
Температура пресной воды
Вода является наиболее плотной при 4 градусах Цельсия и наименее плотной в твердой форме, такой как лед.
Точка максимальной плотности особенно важна в пресной воде. Если бы вода была наиболее плотной при температуре замерзания (0 ° C), она бы опустилась на дно, замораживая водоем снизу вверх, убивая все живущие в нем организмы 29 . Вместо этого это свойство гарантирует, что температура дна водоема останется не менее 4 ° C и, таким образом, разморозится 30 .Таким образом, соотношение температура / плотность создает картину конвекции воды при ее охлаждении. Когда температура поверхностной воды приближается к температуре максимальной плотности, она опускается и заменяется более теплой и легкой водой 42 . Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода не остынет равномерно. Любая вода, которая холоднее этой точки, будет плавать поверх более плотной воды. Такой режим конвекции позволяет смешивать воду как теплее, так и холоднее 4 ° C (и при потенциально различных концентрациях растворенного кислорода) 30 .Этот процесс происходит сезонно в голомиктических (смешивающихся) озерах, когда температура воды (и, следовательно, другие параметры) достигают равновесия 14 .
Точки температуры соленой воды
Точка замерзания и максимальная плотность снижаются по мере увеличения уровня солености.
Важно отметить, что соленость не только влияет на плотность воды, но и может изменить максимальную плотность и точки замерзания воды. По мере увеличения концентрации соли максимальная плотность и температура замерзания уменьшаются. 14 .Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу) и смещенную максимальную плотность -3,5 ° C 14 . Это более чем на 7 ° отличается от пресной воды и ниже точки замерзания морской воды, равной 1,9 ° C 14 . Однако эта максимальная плотность никогда не достигается 39 . Вместо этого процесс конвекции просто обеспечивает циркуляцию охлаждающей воды до тех пор, пока весь столб воды на поверхности не достигнет точки замерзания 42 . Поскольку фазовая граница между жидкостью и твердым телом требует надлежащего давления, а также температуры, лед образуется только на поверхности 30 .
Самая низкая зарегистрированная температура естественной морской воды составляла -2,6 ° C, зарегистрированная под антарктическим ледником 38 . Аналогичным образом, самые холодные зарегистрированные океанические течения были -2,2 ° C на глубине 500 м. В обоих случаях гидростатическое давление позволяло воде оставаться жидкой при таких низких температурах 38 .
Ice Formation
Лед плавает поверх более плотной воды.
Общеизвестно, что пресная вода начинает замерзать при 0 ° C. Однако у соленой воды температура замерзания ниже.Вот почему соль используется зимой для удаления льда с дорог и тротуаров. Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу), что сдвигает точку замерзания до -1,9 ° C 14 .
Плотность чистого водяного льда при 0 ° C составляет 0,9168 г / мл, что почти на 9% легче, чем жидкая вода при 0 ° C, которая имеет плотность 0,99987 г / мл 14 . Это не кажется большой разницей, но этого достаточно, чтобы лед плавал поверх воды и позволял водным организмам пережить зиму.Это падение плотности происходит из-за того, что водородные связи в воде создают открытую гексагональную решетку, оставляя пространство между молекулами 42 .
Многолетний лед в Антарктиде свежее морского льда. Фотография предоставлена ICESCAPE через NASA
Лед, образующийся в морской воде, даже менее плотен, чем пресноводный лед 40 . Когда морская вода начинает замерзать, молекулы воды начинают образовывать кристаллическую решетку (как в пресной воде). Эти кристаллы содержат только молекулы воды, а не ионы солей, и образование известно как исключение рассола 43 .По мере роста структуры льда очаги концентрированной соленой воды могут быть захвачены внутри льда, но не включены в его структуру. Захваченная вода со временем может стечь, оставив во льду небольшой пузырь воздуха. Оставленные пузырьки воздуха значительно снижают плотность льда — до 0,8-0,9 г / мл 40 .
Новый морской лед может иметь соленый привкус из-за захваченного рассола, который еще не вышел. В более старых ледяных структурах, называемых многолетним льдом, не остается рассола, и они достаточно свежие, чтобы их можно было пить после таяния 41 .
Отношение температура / плотность также способствует стратификации.
Термическая стратификация
Тепловое изображение стратификации ледяного озера за период 22 месяца. Озеро перемешивается каждую весну и осень, выравнивая температуру по всему озеру. Термоклин существует на разных глубинах в зависимости от сезона.
Стратификация — это разделение водяного столба на слои или слои воды с различными свойствами. Эти деления обычно определяются по температуре и плотности, хотя могут использоваться и другие параметры, такие как соленость и химические различия 31 .Расслоение происходит потому, что для смешивания жидкостей разной плотности требуется работа (сила и перемещение) 14 . Термическая стратификация обычно носит сезонный характер, с четкими границами между слоями летом, более узкими слоями зимой и «круговоротом» весной и осенью, когда температура в толще воды достаточно равномерна 32 . С течением времени года солнечный свет, ветер, температура окружающей среды и лед (зимой) заставляют озеро сдерживаться. 32 .
Когда речь идет о слоях температуры и плотности в озере, эти слои обычно называют эпилимнионом, металимнионом и гиполимнионом сверху вниз 14 . Верхний слой, эпилимнион, подвергается солнечному излучению и тепловому контакту с атмосферой, сохраняя ее теплее. Эпилимнион простирается настолько, насколько позволяют солнечный свет и ветер, и обычно глубже в озерах с большей площадью поверхности 14 .
Стратификация озера — разные слои разделены термоклинами или температурными градиентами.
Под эпилимнионом находится слой воды с быстро меняющимся диапазоном температур, известный как металимнион 32 . Металимнион служит границей между верхним и нижним слоями воды. Температура в этом слое может сильно варьироваться между его верхней и нижней глубинами 14 . Кроме того, металимнион может колебаться по толщине и глубине из-за погодных условий и сезонных изменений 14 .
Металлимнион окаймлен сверху и снизу кромкой, называемой термоклином.Термоклин определяется как плоскость максимального понижения температуры 14 . Другими словами, когда температура воды начинает значительно падать, термоклин пересечен. Этой плоскостью принято считать глубину, на которой температура снижается со скоростью более 1 ° C на метр 14 . Поскольку температура и плотность взаимосвязаны, на тех же глубинах существует второй клин, известный как пикноклин. Пикноклин разделяет толщу водной толщи по плотности 33 .
Ниже второго термоклина и пикноклина находится гиполимнион. Этот пласт обычно слишком глубок, чтобы на него влияли ветер, солнечная радиация и атмосферный теплообмен 31 . Температура гиполимниона обычно определяется весенним оборотом. В более глубоких озерах перемешивание может быть минимальным, и гиполимнион останется около максимальной плотности, или 4 ° C 14 . Более мелкие озера могут повышать температуру гиполимниона до более чем 10 ° C. Эта температура может измениться лишь минимально, если вообще изменится, пока стратифицирована 14 .
Озера, которые полностью перемешиваются по крайней мере один раз в год, известны как голомиктические озера 14 . Есть шесть типов голомиктических озер, определения которых основаны на средней температуре и частоте совпадения температур 14 . Эти озера и их разделяющие факторы можно увидеть на следующей блок-схеме:
Блок-схема классификации озер Хатчинсона и Лоффлера на основе стратификации и моделей циркуляции.
Озера, которые не смешиваются полностью, называются меромиктическими озерами 14 .Эти озера имеют нижний слой, который остается изолированным в течение всего года. Этот нижний слой известен как монимолимнион и обычно отделен от коллективных слоев над ним (миксолимнион) галоклином (клин на основе солености) 31 . Меромиктические условия могут возникать в голомиктическом озере, когда необычные погодные условия заставляют озеро расслаиваться до того, как оно успевает полностью перемешаться 14 .
Точки давления и температуры воды
Давление не влияет напрямую на температуру воды.Вместо этого он смещает точки замерзания, кипения и максимальной плотности. Температура, при которой происходит кипение и замерзание, сохраняется только на уровне моря 3 .
Давление может изменить температуру кипения воды.
Как указано в некоторых рецептах, время приготовления увеличивается на больших высотах из-за сдвига точки кипения воды. Это связано с влиянием атмосферного давления. При более низком давлении (на большей высоте) вода закипит при более низкой температуре. С другой стороны, при более высоком давлении (например, в скороварке) вода закипает при более высокой температуре 34 .Атмосферное давление влияет не на температуру самой воды, а только на ее способность превращаться в пар, сдвигая кипение влево или вправо.
Давление также объясняет, почему лед образуется только на поверхности воды. По мере увеличения гидростатического давления точка замерзания понижается 30 . На больших высотах (более низкое давление) наблюдается небольшое повышение точки замерзания, но изменение давления недостаточно, чтобы существенно повлиять на точку 30 .
Какие факторы влияют на температуру воды?
На температуру воды могут влиять многие окружающие условия. Эти элементы включают солнечный свет / солнечное излучение, теплопередачу из атмосферы, слияние ручьев и мутность. Мелководные и поверхностные воды более подвержены влиянию этих факторов, чем глубоководные 37 .
Солнечный свет
Солнечное излучение оказывает наибольшее влияние на температуру воды.
Самый большой источник теплопередачи к температуре воды — солнечный свет 36 .Солнечный свет или солнечное излучение — это форма тепловой энергии 45 . Эта энергия затем передается поверхности воды в виде тепла, повышая температуру воды. Эта теплопередача обусловлена относительно низким альбедо воды 44 . Альбедо — это определяемое качество способности поверхности отражать или поглощать солнечный свет. Низкое альбедо воды означает, что она поглощает больше энергии, чем отражает 44 . Результат — суточные колебания температуры воды в зависимости от количества солнечного света, получаемого водой.
Если водоем достаточно глубок, чтобы расслаиваться, солнечный свет будет передавать тепло только через световую зону (достигающую свет). Большая часть этой энергии (более половины) поглощается в первых 2 м воды 14 . Эта энергия будет продолжать поглощаться экспоненциально, пока свет не исчезнет. Фотическая зона различается по глубине, но может достигать 200 м в океанах 46 . Глубина фотической зоны зависит от количества твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде.Температура воды ниже фотической зоны обычно изменяется только при смешивании воды 37 . Таким образом, более мелкие водоемы нагреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем более глубокие водоемы 1 .
Атмосфера
Реки могут казаться парящими зимой, когда более холодный воздух течет над более теплой водой. Фото: Энтони ДеЛоренцо через Flickr
Атмосферная теплопередача происходит на поверхности воды. Поскольку тепло всегда течет от более высокой температуры к более низкой температуре, эта передача может происходить в обоих направлениях 6 .Когда воздух холодный, теплая вода передает энергию воздуху и остывает. Это течение часто можно увидеть в виде тумана или «дымящейся» реки 14 . Если воздух горячий, холодная вода получит энергию и согреется. Степень этой передачи зависит от тепловой инерции и удельной теплоемкости воды 14 . Колебания температуры воды более постепенные, чем колебания температуры воздуха 14 .
Мутность
Мониторинг мутности во время проекта дноуглубительных работ на реке Пассаик.Мутность может повысить температуру воды.
Повышенная мутность также увеличивает температуру воды. Мутность — это количество взвешенных твердых частиц в воде. Эти взвешенные частицы поглощают тепло солнечного излучения более эффективно, чем вода 47 . Затем тепло передается от частиц к молекулам воды, повышая температуру окружающей воды 47 .
Confluence
Поскольку река впадает в озеро, это может влиять на температуру воды.Фото: Роберто Арая Баркхан через Wikimedia Commons
Подземные воды, ручьи и реки могут изменять температуру водоема, в который они впадают. Если родник или источник грунтовых вод холоднее реки, в которую он впадает, река станет прохладнее. Если вспомнить правила теплопередачи (энергия течет от горячей к холодной), река теряет энергию более холодной воде, поскольку она ее нагревает 6 . Если приток большой или достаточно быстрый, равновесная температура воды будет близка к температуре притока 1 .Водотоки с ледниковым питанием будут охладить соединяющиеся реки вблизи источника потока, чем дальше вниз по течению 1 .
Техногенное влияние
Термическое загрязнение от городских и промышленных сточных вод может отрицательно сказаться на качестве воды. Фото: Вменков через Wikimedia Commons
Антропогенное воздействие на температуру воды включает тепловое загрязнение, сток, вырубку лесов и водохранилища.
Термическое загрязнение
Термическое загрязнение — это любой сброс, который резко изменит температуру природного источника воды 48 .Это загрязнение обычно происходит из городских или промышленных сточных вод 1 . Если температура слива значительно выше температуры естественной воды, это может отрицательно сказаться на качестве воды. Существует несколько серьезных последствий теплового загрязнения, включая снижение уровня растворенного кислорода, гибель рыбы и приток инвазивных видов 48 .
Сток с парковок и других непроницаемых поверхностей — еще одна форма теплового загрязнения. Вода, стекающая с этих поверхностей, поглощает большую часть их тепла и передает его ближайшему ручью или реке, повышая температуру на 9 90 500.
Вырубка леса
Не только искусственные добавки могут повлиять на температуру воды. Вода, затененная растительностью и другими объектами, не будет поглощать столько тепла, как освещенная солнцем вода 14 . Когда деревья или прибрежные навесы удаляются, водоем может стать необычно теплым, изменяя его естественный цикл и среду обитания 48 .
Водохранилища
Плотина Маккензи изменила характер температуры воды ниже по течению, что повлияло на поведение рыб, особенно на воспроизводство.
Водохранилища, такие как плотины, могут резко повлиять на циклы температуры воды. Хотя плотина напрямую не передает тепло воде, она может повлиять на естественные закономерности нагрева и охлаждения воды 9 . Действующая плотина без раздвижных ворот может изменить температуру воды ниже по течению от плотины, что может повлиять на поведение местного населения рыб.
Изменение температурного режима может повлиять на миграцию, нерест и вылупление местных видов рыб 9 .Температурный паттерн изменится, если водохранилище расслоится и сброс плотины будет слишком высоким или слишком низким, выпуская необычно холодную или необычно теплую воду в поток 9 .
Типичные температуры
Сезонные колебания температуры в США.
Температура воды может варьироваться от замороженного льда до почти кипящей, так что же определяет «типичную» температуру? Типичные температуры зависят от 1) типа водоема 2) глубины 3) сезона 4) широты 5) окружающей среды.В то время как конкретный водоем может иметь общую схему, которой он следует ежегодно, не существует окончательной «типичной» температуры воды. Даже конкретный водоем может отличаться из-за любого из этих источников; озеро может замерзнуть за одну зиму, но может не замерзнуть в следующем году из-за теплой зимы. Оба года он следует одной и той же схеме потепления и похолодания, но не достигает одинаковых температур. Любые «необычные» температуры следует рассматривать в контексте.
Реки и ручьи, как правило, подвержены более сильным и быстрым колебаниям температуры, чем озера и океаны 14 .Точно так же широкие мелкие озера будут теплее, чем их более глубокие аналоги. Из-за изменения угла солнечной радиации и влияния атмосферной теплопередачи температура воды будет сезонно меняться 44 . Поскольку солнечная радиация более интенсивна вблизи экватора, вода на более низких широтах будет теплее, чем вода на более высоких широтах 44 . Затененные потоки не будут подвержены такому влиянию солнечного излучения, как их открытые аналоги, и могут оставаться более прохладными. Водоемы, на которые влияет поток подземных вод или ледниковый поток, также будут более холодными 1 .
Температура океана также зависит от сезона, широты, глубины, океанских течений и конвекции 51 . Поверхностные воды будут больше изменяться в зависимости от сезона и широты, чем более глубокие воды, и будут демонстрировать суточные (суточные) колебания из-за солнечной радиации и ветра 53 . Эти суточные колебания могут достигать 6 градусов Цельсия 53 . Из-за своих огромных размеров и высокой удельной теплоемкости воды океан имеет столь же большую теплоемкость 14 . Это означает, что колебания между сезонами или из-за необычных событий будут иметь лишь незначительное влияние 51 .Исследования показали, что за прошедшее столетие океан нагрелся примерно на 0,1 градуса Цельсия 52 . Хотя это число кажется небольшим, оно довольно велико по сравнению с размером океана.
Температура поверхности моря в декабре 2013 года. Изображение предоставлено: JPL Regional Ocean Modeling System через NASA
Температура океана играет важную роль в атмосферных условиях во всем мире. Ураганы, циклоны, грозы и другие погодные явления могут образовываться в зависимости от температуры океана 53 .Муссоны могут возникать при большой разнице температур между сушей и морем, вызывая циклические осадки и штормы 35 . Ураганы и циклоны развиваются над теплой водой, где тепло может быстро передаваться воздуху посредством конвекции 54 . Точно так же снег в виде озера и другие сильные осадки могут образовываться, когда холодный воздух течет над большим, более теплым водоемом 55 . Океан также взаимодействует с атмосферой, создавая явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья.Эль-Ниньо описывает потепление Тихого океана из-за отсутствия ветра, который изменяет глубину термоклина. Это потепление, в свою очередь, влияет на погодные и температурные режимы по всему миру 35 . Ла-Нинья — это противоположное состояние океана, где температура ниже нормы, как правило, с обратным воздействием на погоду 35 . Эти события нерегулярны, происходят каждые 2-7 лет. Они могут длиться от 9 месяцев до пары лет, в зависимости от силы эпизода 35 .
На этих картах показаны колебания температуры поверхности на Тихоокеанском экваторе. В условиях Ла-Ниньо полоса холодной воды выталкивается на запад вдоль экватора, в то время как в условиях Эль-Ниньо преобладают теплые температуры. Кредит изображения: Дай МакКлург, проект TAO через NOAA
Уникальные условия
Бассейн утренней славы в Йеллоустонском национальном парке является примером горячего источника. Фото: Джон Салливан
Есть несколько водоемов с уникальными уровнями температуры.Наиболее известные примеры — горячие источники. Горячие источники, также известные как гидротермальные источники, питаются подземными водами, которые значительно теплее, чем другие потоки 50 . Эти уникальные воды согреваются геотермальным теплом. Этот перенос тепла может происходить от потоков грунтовых вод, которые уходят достаточно глубоко в земную кору, или которые вступают в контакт с магмой в вулканических зонах 50 . Горячие источники остаются намного теплее, чем температура окружающей среды, а некоторые вулканические горячие источники даже достигают температуры кипения 50 .
Другими уникальными водными объектами являются гелиотермические озера. Эти озера обычно являются солеными, меромиктическими озерами, что означает, что когда они расслаиваются, только верхний слой воды будет смешиваться 14 . Как обсуждалось в разделе стратификации, слои разделены галоклином, при этом миксолимнион остается довольно свежим, а нижний монимолимнион содержит более высокую концентрацию соли 14 . Когда это расслоение попадает в фотическую зону, происходят необычные события.Солнечный свет, достигающий монимолимниона, нагревает воду. Это тепло не может уйти, потому что на плотность нижнего слоя солевого раствора не оказывает существенного влияния повышение температуры 14 . Результатом является тепловая ловушка в галоклине, где температура может легко достигать 50 ° C и выше 14 . Горячее озеро в Вашингтоне является одним из примеров гелиотермического озера, где галоклин остается около 30 ° C, даже когда озеро покрыто льдом 14 .
Последствия необычных уровней
Максимально рекомендуемые уровни температуры для различных видов рыб на разных этапах жизни.
Слишком теплая вода обычно считается более опасной для водных организмов, чем холодная вода. Однако оба эти фактора могут влиять на рост, переносимость болезней и выживаемость 8 . Слишком холодная вода влияет на биологические процессы и скорость метаболизма водных организмов 14 . С другой стороны, слишком теплая вода может вызвать чрезмерную частоту дыхания и стресс у рыб. Теплая вода также не может удерживать столько растворенного кислорода, как холодная вода, поэтому меньше кислорода доступно для поглощения организмами 14 .У каждого вида рыб свой диапазон комфорта. Температура за пределами этого диапазона может быть вредна для роста и выживания. Лосось и форель предпочитают плавать в более холодных реках, тогда как большеротый и малоротый окунь переносят гораздо более теплые воды как для роста, так и для нереста 8 .
Важность мониторинга
Итак, как определить качество воды по температуре? EPA и некоторые штаты, включая Аляску, Айдахо, Орегон и Вашингтон, рекомендовали максимальные сезонные и региональные температуры 49 .В других штатах числовое значение отсутствует, и вместо этого указывается «отсутствие измеримых изменений по сравнению с естественными условиями» 1 . Это ставит во главу угла тщательный и долгосрочный мониторинг. Чем больше исторических данных доступно, тем больше аномальных колебаний можно обнаружить и устранить. Если озеро, которое обычно стратифицируется год за годом около 20 ° C и 8 ° C в эпилимнионе и гиполимнионе, начинает показывать 23 ° C и 17 ° C соответственно, оно может стать эвтрофным (богатым питательными веществами, часто гипоксическим) из-за сельскохозяйственных стоков 1 .
Влияние температуры воды на множество других параметров делает ее тонким, но жизненно важным фактором при определении качества воды.
Что такое единицы?
Наиболее распространенные температурные шкалы: по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину.
Поскольку температура измеряет тепловую энергию, были разработаны шкалы, показывающие значения температуры относительно других значений. Сегодня температура воды обычно измеряется по одной из трех шкал: Цельсия, Фаренгейта или Кельвина 2 .При использовании шкалы Цельсия или Фаренгейта температура измеряется в градусах. По шкале Кельвина единицей измерения является кельвин, но это та же величина, что и градус Цельсия 2 . Из-за универсального использования температура воды обычно указывается по шкале Цельсия 1 .
Шкалы Фаренгейта и Цельсия определяются градусами замерзания и кипения воды 3 . Шкала Цельсия также называется шкалой Цельсия, потому что между двумя определенными точками (замерзание и кипение воды) находится интервал в 100 градусов. 2 .Шкала Кельвина основана на теоретической точке абсолютного нуля 2 .
Температура в градусах Цельсия может быть преобразована в градусы Фаренгейта или Кельвина с помощью следующих уравнений: 3 :
° F = (1,8 * ° C) + 32
K = ° C + 273,15
Cite This Work
Fondriest Environmental , Inc. «Температура воды». Основы экологических измерений. 7 февраля 2014 г. Web.
Дополнительная информация
Обслуживание автомобильного аккумулятора в любое время года и при любой погоде
Существует множество факторов, которые могут определять срок службы автомобильных аккумуляторов, включая частоту вождения автомобиля, экстремальные температуры, а также возраст и качество аккумулятора. В то время как большинство батарей могут работать от трех до пяти лет, на юго-западе вы можете ожидать, что они будут в нижней части спектра.
Обслуживание автомобильного аккумулятора — это лишь один из многих способов предотвратить разрядку аккумулятора раньше, чем позже.Техническое обслуживание аккумулятора до двух сезонов, когда наблюдаются самые экстремальные температуры, — лучший способ продлить срок службы аккумулятора вашего автомобиля.
Лето
Жара, которую приносит лето, душит не только вас, но и аккумулятор вашего автомобиля. Большинство проблем с автомобильным аккумулятором возникает в жаркую погоду. Тепло — злейший враг аккумулятора, из-за которого он разряжается с невероятной скоростью. Более высокие температуры увеличивают коррозию ячеек, что сокращает срок службы батареи. Частое воздействие высоких внутренних температур приводит к необратимому повреждению элементов и предотвращает их перезарядку.
Чтобы избежать проблем с аккумулятором автомобиля в жаркую погоду, выполните следующие действия:
- Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
- Когда заряд низкий, проверьте жидкость электролита и при необходимости долейте дистиллированную воду.
- Очистите поверхность аккумулятора и соединений от следов коррозии.
- По возможности паркуйтесь в тени.
Осень
Fall приносит более прохладную и более терпимую температуру, чем батареи. Тем не менее, есть дни и ночи, которые могут быть немного непредсказуемыми, что приводит к более низким или более высоким температурам.Это идеальное время, чтобы подготовить и защитить аккумулятор вашего автомобиля от суровых зимних условий, которых можно ожидать в ближайшие несколько месяцев. Вы знаете, как уберечь аккумулятор от разряда в холодную погоду? Заменив текущий аккумулятор.
Ищите лучший автомобильный аккумулятор для холодной погоды для вашего автомобиля в вашем регионе страны. Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на силу тока холодного пуска, которая показывает, насколько хорошо аккумулятор может выдерживать низкие температуры без падения до определенного напряжения.Более высокие характеристики означают, что батарея будет более приспособлена к экстремальным условиям.
Поддерживайте аккумулятор осенью, выполнив следующие действия:
- Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
- Замените аккумулятор, если заряд низкий.
- Очистите аккумулятор и все соединения от коррозии, которая могла образоваться за лето.
Зима
Если ваша батарея разрядилась летом, к наступлению зимы ваша батарея будет изо всех сил пытаться оставаться заряженной.Низкие температуры плохо сказываются на батареях. Фактически, в холодную погоду умирает больше автомобильных аккумуляторов, чем в другое время года или при другой температуре.
При отрицательных температурах аккумулятор может разряжаться до 60% .
Кроме того, зимой вашему автомобилю требуется больше мощности для запуска и сохранения тепла в салоне. Если этого недостаточно, рассмотрите другие паразитные факторы, влияющие на электрическую систему, такие как зарядка смартфонов, радиоприемников, сидений с подогревом и других электронных устройств, которые требуют большего количества энергии от аккумулятора.Ваша батарея определенно столкнется с серьезными проблемами из-за такого высокого спроса.
Вот как защитить аккумулятор от холода:
- Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
- Убедитесь, что все соединения аккумулятора затянуты и надежны.
- Купите и держите поблизости зарядное устройство, чтобы аккумулятор оставался заряженным.
- Для температур ниже нуля подумайте о покупке блочного обогревателя или одеяла для батареи, чтобы согреть батарею.
- Храните соединительные кабели в багажнике или другом складском помещении «на всякий случай».”
Пружина
Как и осень, весна может быть такой же непредсказуемой, но в целом довольно мягкой. Это хорошее время, чтобы подготовить аккумулятор к сильной жаре, которую принесет лето. Подумайте о поиске и покупке лучшего автомобильного аккумулятора для жаркой погоды до наступления лета. Аккумуляторы, которые производятся для более теплого климата, имеют более высокое соотношение электролита и свинца, что позволяет выдерживать более высокие температуры.