|
|
本帖最后由 沉宝 于 2018-7-3 00:51 编辑
9 p+ {: h2 }% Z) L8 l
' i# J1 l/ I- ?" L' N( `% X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。$ r/ `7 ], K4 m
, M- e T+ b' c; R4 X. X/ |5 H3 _# m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：0 H0 y# P" L0 [
ΔTf = Kf · b · i
9 \# @, R+ ^% g5 d6 @8 L 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℃
% z2 A- S8 v& ^8 q6 l 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.! p: ~: x$ i( L
b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
7 I& N1 N' a8 f7 }1 N# h2 V7 I$ i 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
F" t7 K6 u% F2 x" M* _* w( T3 t3 C/ v' k$ | }
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* M5 d$ c% Q7 W
![]() , g, {' B R" G0 b+ Q9 b+ c
* H$ k2 M; N& h6 I2 c5 V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。0 H) t4 t2 Z$ p2 s- @9 |! H- y
7 \9 N# Y& u" K) }( [
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。# N# ?; p8 S% l5 U! r
) M# G) o) W0 n( o0 ?3 u3 W
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。/ u# Y! l$ S, ?0 x; o7 x5 ?' |
![]()
8 \1 J; M+ }6 v4 A5 r, C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。
# E$ G3 b8 _; T0 k( X% z3 R9 W# R0 d5 g6 T# w
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！
+ Y F& j: l2 I0 I! ~: r
5 o! W$ ]7 I) J y' f# L
9 B4 e: |0 e: ^9 b; L! ]" g |
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2018-7-3 01:20:19
所以杜康冰棍温度不会那么低的。
, T& K' ]% ?+ S, B5 Z* J4 _
0 d" B7 s% K' u! O0 O- ]: s