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[科普知识] 从杜康冰棍说起

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沉宝

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楼主
 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 6 O% r) [; g7 V! t
& _4 E3 }/ z5 M/ B' y
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。
: L+ J, N  R; @! ^/ N' g; K" i- V
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 q  z! z, B7 a2 g0 L
ΔTf = Kf · b · i
' i, K+ y3 u& e% [) l" p+ O    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℃( c; I7 J1 q0 \2 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.9 ]4 S& `8 d* v1 z1 P
    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
0 m5 L7 |# A: S6 M8 W0 P    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
. ~0 X# @2 z' J1 `0 Z4 d' A  d2 K. r+ N) }+ D1 x( L/ D+ O5 H
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# p- n  r- d- C$ t: U, E: k
# ?0 C, z1 X( o. }1 o

# J- P# `; d# J" u6 h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。
( a) i) R+ T8 ?8 u5 a  f0 G7 G) O# ]0 L/ I2 f) `$ c% a
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。  Y. d5 ~/ D) A0 o
" D/ U1 X7 [: m4 p
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。5 C+ @7 }) S7 c

6 K5 K0 k6 ?" L+ ?# r' G& H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。
8 L6 b6 x1 J) c; f5 z  ~  l5 s/ ]7 u3 V, C! J( 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！
$ W4 c0 r6 ~( g6 t0 Q4 t" x
# U- l* c7 v; W  z
& a1 c; A  X+ V  X. S9 J
乙醇, 溶液, 冰点, 杜康

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马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    20 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
    ! C3 k9 z4 w  o" Q6 [" o  K; g) x2 m. @6 W1 t, A7 p
    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
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    鳕鱼邪恶
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    10 小时前

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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？. n2 a! F# @0 m7 S+ ]0 G7 }

    ! {; X$ h: ?' F结论：马鹿是个好孩子～

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

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    马鹿
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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
    ; M1 k4 w0 E/ ~$ O  L4 l
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:209 O" q; }, E/ b+ H% h
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？9 F  z  x9 V  g. u& h( N2 f
    3 T1 Q; z6 S0 W' f+ u5 z( w2 E
    结论：马鹿是个好孩子～

      ]4 L! U+ c5 @) k
      q& n9 ~# C3 f, C4 s可不，以为就是个名字
    4 v+ @" w& K+ z
    " G$ w1 C+ E* O( L$ N6 F+ T另外, 我就是鹿过赚爱元

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    燕庐敕 + 10

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    jellobean
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    [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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    燕庐敕
    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
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    jellobean
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    [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。$ D% z$ m# k4 B% o- R, @0 W
    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

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    即晴
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37
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    鳕鱼邪恶
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    10 小时前

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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 01:228 x3 R/ h. Z7 Y) m$ x
    可不，以为就是个名字/ _: C# I% G, c/ |( F# G

    % O# T) @4 R! @' X另外, 我就是鹿过赚爱元
    , n3 N1 I! C! U/ r8 s4 e; K' J
    这里的逻辑圈是这样的
    6 l+ R2 y0 G3 i9 j" V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 p. A; o& s2 {4 T8 D/ L" ?$ F! E5 y- Y5 Y4 @
    哎哟，暴露年龄了～
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    沉宝

    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$ r3 ~! I6 M" D5 r
    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。$ n. A% M+ z2 v! o  c
    这让我想起了绍 ...

    7 R7 ^& s8 |% J9 H0 `黄酒度数低。另外，商人奸诈，不像俺这么实诚

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

    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 01:20. g  _: O' t+ {; [) I( e
    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 ...
    5 X- {- n; C3 z9 E2 U* z4 g4 }1 `
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。( `! z+ N  y3 v% ]# ^" M8 z
    " B2 j6 u- J6 i+ O. L
    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
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    马鹿
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    [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
    + ^5 S6 O! o5 H" l6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。9 X, _. Z0 W1 c  e; J% P  f

    $ _. s3 _2 q7 ~2 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 ...

      F6 |' ^) d2 [, t1 x# p3 m% v! v: w1 V5 X+ _
    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
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    lorry
  • 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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    jellobean
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    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
    4 P) g$ d( k7 C: q% y4 o1 t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

    ( S3 C6 y" f. C+ A7 f5 c30还多，你们做饭用gas？
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    马鹿
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    13#
    发表于 2018-7-3 08:15:56 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:065 ?/ ~, ]6 J; b4 `0 V
    30还多，你们做饭用gas？

    : S0 T6 C* _7 P" P& f7 M做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
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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 08:154 N% w7 [0 J0 {+ J, B
    做饭是gas, dryer是gas

    0 w4 }5 }4 @$ o- ^dryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
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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？
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    马鹿
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    [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 4 g5 F! p5 n5 ?) |* s
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    1 r3 K9 p, K- h3 adryer用gas好用吗？我们这里很少见
    6 x  `, O* \( C7 \  i. [7 a

    $ C4 O+ L- t6 U, J8 M财迷的本质处处都一样
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    老财迷
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    慵懒
    2022-8-27 22:14

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    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( X$ g8 }' m1 ~0 N0 x
    你给的那个杜康酒的链接，纯属瞎扯

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    伙呆了: 5.0
    云淡风轻
    伙呆了: 5
      发表于 2018-7-25 11:20
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    老财迷
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    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; v3 ^3 S+ s& C) W8 o6 k. _
    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

    # M$ r9 o) W% x# a7 ]0 s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？
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    老财迷
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14

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    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
    % K6 _. }9 R/ g7 r3 ]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
    6 J: [. O" H! B0 L& q

    ) |* G0 T4 I7 T1 p  Q我刚才去随手查了一下：8 [8 S6 K; M9 ?8 n- s6 v  x
    【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. W2 h4 R, \& m" Y( ~! Y+ H
    你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷. \' \/ N) L/ N/ g
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
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    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
    & {4 t8 u* s' h4 ]我刚才去随手查了一下：
    3 o8 ^1 l3 h; G6 z' \9 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
    $ `, S: Z7 T. f8 ~. ?) _' a6 X你每月30，全国 ...

    - Y$ u0 D; _* S, i, M  P我用的多是gas
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