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本帖最后由 沉宝 于 2018-7-3 00:51 编辑 1 ]* z0 n E6 e7 x
O. ]( U2 @6 D$ e这个帖子的起因是这样的：链接。说实话，如果给出0℃答案的是一个文科生，我也许就笑笑走开了，大概不会有本文啦。0 I& Q: T2 \) H7 x2 S2 M, Z
& ?9 p5 \: R t- E% b. |我们知道酒的主要成分就是酒精（化学名称乙醇，英文 ethanol） 和水。[清凉山]给出了正确的思路，酒精和水的混合溶液的冰点肯定会低于水。那么我们现在量化一下，究竟能低了多少度呢？中学我们都学过，对于理想溶液，凝固点（冰点）的变化可以用下列公式表达：. X- I$ B! I' ^' O5 ~5 H# ?
ΔTf = Kf · b · i
8 ~; f8 j3 e; k9 x# L/ h* ] ΔTf，凝固点的下降，定义为Tf纯溶剂 - Tf溶液。这里溶剂是水，因此 Tf纯溶剂=0℃% J) ?# G/ e3 p2 v% A& W t$ S
Kf，凝固点降低常数，只取决于溶剂性质，而非溶液。对于水，Kf = 1.853 K·kg/mol.
' g8 B& o% G+ Z+ Q6 C b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
8 E2 U9 r, { X% `5 T1 b: u x i，范特霍夫因子，溶质 单位化学式（Formula unit）可以电离出的离子个数。乙醇为非电解质，i = 1# I5 o- O8 D* R7 U; U( j# W, f
& M* ?' C, b; _9 V( n; R用上述公式可以估算出不同浓度的乙醇溶液的冰点。在乙醇浓度不太高的范围内，这种线性化的近似基本够用。但是，当乙醇的浓度非常高的时候，冰点的变化呈现出强烈的非线性。在某个点上，乙醇跟水可以形成共晶混合物（eutectic mixture）。就是说冰点最低的并不是纯乙醇。下面这张图展示了全范围乙醇溶液的冰点变化
* R3 q( f6 V: n/ M, @![]()
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由于乙醇水溶液的冰点曲线存在着一定的坡度，当缓缓降温时，相对稀的乙醇水溶液会首先凝固，从而使得余下的溶液浓缩。这样最后冰中原溶质的浓度分布会呈现一定的梯度。当然了即使这样，开始结冰也很难从纯水开始，所以马鹿的说法还是不成立。
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r2 y( O' H! }9 W下面说一下杜康。杜康酒其实是一类酒的名称。按照河南汝阳杜康的说法，杜康酒的度数大致在40-60度之间（链接）。根据上面的研究，杜康酒的冰棍温度至少为-30℃到-45℃，这已经是大湖北冬天最冷的温度了。77说会把舌头冻上，估计他没有仔细计算，但其直觉是对的。# H% S% O5 T( {
; V9 d" Y2 {/ }- c1 q) h$ [+ M0 t制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。
; a8 g& c+ z8 P![]()
, \+ H& E5 P0 f: C3 D我估计爱坛大部分人家的冰箱也做不到。一个可行的办法是用干冰（-78.5℃） 制冷。如果要避免前述的浓缩现象，保证冰棍各处成分均匀一致，更好的方法是用液氮。当然了，无论是用干冰还是用液氮做杜康冰棍，都不要急于用舌头品尝，甚至不要急于用手指头去碰，先拿温度计测一测制成品的表面温度再说。也可以等到冰棍儿表面出现局部融化之后，再用手指接触方为安全。
. Q! b' ?/ g, B( J( l: g/ j4 N
; [* c/ k9 P: M% t酒精溶液的冰点曲线也可以反过来用。举例来说，马鹿久居北方，冬天有时候不小心汽车车门封条上沾了水（雨夹雪天气），而车又留到室外过夜的话，第二天早上就要担心打不开车门了 ——何以解忧？可以杜康！6 x" b H' u& V5 K+ q( I# c" T5 f3 [
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发表于 2018-7-3 01:20:19
所以杜康冰棍温度不会那么低的。" L' G% G$ C6 P) J5 T
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