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[科普知识] 从杜康冰棍说起

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 楼主| 发表于 2018-7-3 00:46:23 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 沉宝 于 2018-7-3 00:51 编辑 0 k7 J7 }  o$ M9 {  S

! w( D+ I+ P% m2 V1 z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。5 X: f$ j5 k7 m; q4 Z+ F5 F

2 i" v; V1 @- W4 L8 U3 ?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:. N3 R3 v# y% j# q
ΔTf = Kf · b · i# i- W0 F. e/ G
    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℃
; ^9 J% ^: s, Z0 U! v' O    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.: h# i, M: X. C/ v& V
    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量3 d; D. N% k  ?3 I8 W# G% Q
    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 = 18 r0 o/ y4 j# ]9 ~, J
$ S2 ]# q1 p7 [( O, S- l4 H1 [7 L
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* ^4 o0 V$ R6 i8 ~, I8 `& h

8 K& M+ S0 E  |& `  R' L/ P7 S) ]# o/ e
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。
9 p1 h' m! X: S) X! U* V  T& V- j$ d" v7 |! R9 ~! @
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。
3 B9 q( a7 T# M0 m! z$ f6 F1 z# C4 p2 Z0 O# g
制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。
6 ]5 H5 ]4 M+ ~+ q! O: {, f/ L
% ^+ [# r9 K3 L2 [9 X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。
! ~$ f; O( k- l# P: S
# a0 X6 J% q' R4 |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 j2 D. K8 r' p
4 B; m3 K, P  f% q; G( q+ W! z- Q3 X5 W3 N

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  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
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    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2018-7-3 01:20:19 | 只看该作者
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-2 12:21 编辑 ; L* ?9 k) F! _; j* h; w. J

    ! `9 `) Q  `, |, w$ H) ]我家冰箱轻松到-15度, 不是一般要求冷冻是6F吗? 你们都设多少度?难怪每月电钱比gas的还多
  • TA的每日心情
    开心
    2024-5-10 23:02
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    [LV.8]合体

    板凳
    发表于 2018-7-3 01:20:53 | 只看该作者
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    . p( |( m6 |* f" a8 k& R* E0 B+ w1 ]  u* n7 O9 e" A, K: c# p6 }
    结论:马鹿是个好孩子~

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:36
    哈  发表于 2018-7-3 01:29
    xiexie, 加分!  发表于 2018-7-3 01:24

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    马鹿 + 8

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  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
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    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2018-7-3 01:22:48 | 只看该作者
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-2 12:24 编辑 ( D; h/ [" w/ |& M! S
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    $ L& H6 _$ u! S) a! f( A3 \马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?: x" S3 @1 P; ]$ L/ P4 D

    2 H/ h/ X, l& t! a7 a结论:马鹿是个好孩子~
    , r" ]4 O  A! `0 T" L! {3 `! p

    " |3 W% a# K7 x: A( A5 {可不,以为就是个名字5 b2 K! }8 @  j& D: W9 s
    , W+ }5 ~) b8 h8 E  H. G; k
    另外, 我就是鹿过赚爱元

    评分

    参与人数 1爱元 +10 收起 理由
    燕庐敕 + 10

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  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
  • 签到天数: 2894 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2018-7-3 01:31:13 | 只看该作者
    猫帅说0度了吗

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    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
  • 签到天数: 2894 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2018-7-3 01:38:50 | 只看该作者
    杜康冰棍不是光用杜康做的冰棍, 是含酒精的冰棍所以杜康冰棍温度不会那么低的。
    9 V9 d6 {0 |' d这让我想起了绍兴的黄酒奶油冰棍。开头几口能感觉到黄酒的味道,舌头并没有被粘住

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37
  • TA的每日心情
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    [LV.8]合体

    7#
    发表于 2018-7-3 01:39:58 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 01:22
    8 L6 C) ]+ W) R, W, ^( D可不,以为就是个名字
    ; q) L- N; _9 W% L8 a! w
    4 X8 a/ b' Q$ H( {' i另外, 我就是鹿过赚爱元

    " Q7 g, a9 M& U这里的逻辑圈是这样的* K) Y: v- B0 H" i
    冰棍?孩子吃的东西—->肯定是无酒精—->自动屏蔽“杜康”这个词儿的原版含义。。。这个过程大概是万分之一秒吧~
    . }4 ~1 L  {0 q
      H! v, Q% y+ y0 ~; N: d' ?8 T哎哟,暴露年龄了~

    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2018-7-3 01:59:09 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2018-7-3 01:38% B1 g6 K" c7 {3 D' `: T
    杜康冰棍不是光用杜康做的冰棍, 是含酒精的冰棍所以杜康冰棍温度不会那么低的。$ H1 [" w/ c% A& J. `8 l
    这让我想起了绍 ...
    7 p# ]$ [+ j. i% N/ u" b% n7 v  p
    黄酒度数低。另外,商人奸诈,不像俺这么实诚

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    蔫坏蔫坏滴  发表于 2018-7-3 03:47
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37

    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2018-7-3 02:06:26 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 01:205 w. L" t' b6 ]' e+ L' d7 K
    我家冰箱轻松到-15度, 不是一般要求冷冻是6F吗? 你们都设多少度?难怪每月电钱比gas的还多 ...
    / R! t4 s  h5 r4 k: j
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。- S" A0 A9 o+ C6 G% L( n( s

    + e- u8 R6 I/ Y: }, h- G, O冰箱用不了多少电。空调才是耗电大户,除非您家里还有什么特殊的项目,比如说挖矿
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
  • 签到天数: 3093 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2018-7-3 02:19:49 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2018-7-2 13:06! n- k/ R9 Y: g8 x
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。6 \8 T8 p5 U" T, m

    ; S) }" O8 |- ?' v' O% K; i3 r  k冰箱用不了多少电。空调才是耗电大户,除非您家里还有什么特殊的项目 ...

    1 J4 m9 |2 z) a! [3 ?# S1 w1 p  {
    为啥每月电费30多刀, 就冰箱, 洗衣机, 照明, 计算机等. 空调今年还没用呢
  • TA的每日心情
    开心
    2019-4-29 10:01
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    [LV.8]合体

    11#
    发表于 2018-7-3 08:04:12 | 只看该作者
    学习了。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
  • 签到天数: 2894 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2018-7-3 08:06:57 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19
    " L/ g7 g) l& J# T* F为啥每月电费30多刀, 就冰箱, 洗衣机, 照明, 计算机等. 空调今年还没用呢
    # o6 F8 l  {8 M: i' {; e+ u
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
  • 签到天数: 3093 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2018-7-3 08:15:56 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:06
    ; j& k& t# v: Y$ v30还多,你们做饭用gas?
    ' Q  X* t2 C( `7 I
    做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
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    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2018-7-3 08:19:18 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 08:15: h% t; M: O& U
    做饭是gas, dryer是gas
    % L! H& [' ^: o2 F# G. N, ?
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见
  • TA的每日心情
    慵懒
    15 小时前
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    [LV.Master]无

    15#
    发表于 2018-7-3 08:20:33 | 只看该作者
    沉宝家的冰箱挺高级能talk吗?
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
  • 签到天数: 3093 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2018-7-3 08:43:48 | 只看该作者
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-3 16:09 编辑   J% ^) }2 F$ y: t2 d1 h6 I
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    8 O5 p& S( e8 S# }( bdryer用gas好用吗?我们这里很少见

    8 T6 Z8 C6 b, U& r
    # Q! E9 A8 J6 _; w. f9 Z财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
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    [LV.8]合体

    17#
    发表于 2018-7-3 09:36:31 | 只看该作者
    其它的不知道,但白酒,肯定是53度的最好喝$ @3 z( V! ~1 P% F
    你给的那个杜康酒的链接,纯属瞎扯

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    伙呆了: 5.0
    伙呆了: 5
      发表于 2018-7-25 11:20
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
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    18#
    发表于 2018-7-3 09:41:54 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19
    , R3 [' O; f1 r- r为啥每月电费30多刀, 就冰箱, 洗衣机, 照明, 计算机等. 空调今年还没用呢

    $ k* l: |6 L* m3 N+ Y- }7 A冰箱一天就1度电左右吧,你家干衣机还不用电,洗衣机是天天用?
  • TA的每日心情
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    2022-8-27 22:14
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    [LV.8]合体

    19#
    发表于 2018-7-3 09:43:51 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19
    6 T1 E, h/ U+ i5 `2 j2 A为啥每月电费30多刀, 就冰箱, 洗衣机, 照明, 计算机等. 空调今年还没用呢

    - Y# q; r) h0 h- h6 O, A1 J. x* W2 W9 X- Y3 f! r
    我刚才去随手查了一下:3 @& n3 ?2 ?# z8 w: i/ P! a5 t
    【数据】2017年上半年美国居民户平均每月用电812度、电费104美元/ ~2 ^& j5 _3 s" t1 w) h
    你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷
    . Q* A2 G# m- I" y, Y5 X( B
  • TA的每日心情
    开心
    16 小时前
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    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2018-7-3 10:38:30 | 只看该作者
    老财迷 发表于 2018-7-2 20:43! t$ p, |. y/ q6 \7 x
    我刚才去随手查了一下:/ L% G0 I1 H+ Y( J* U
    【数据】2017年上半年美国居民户平均每月用电812度、电费104美元
    - x$ U, z, x; c. r6 C/ E' L) G$ c! [你每月30,全国 ...

    , u5 ^' Y7 Y! T2 [# P) A* C我用的多是gas

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