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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
7 a; \+ j! D  M2 q: Z2 [8 y' H. q: ]' Y& y5 o" V
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。
! A6 @9 A, h4 U- ^
; |6 Q0 ^! p$ c' f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：' X6 k- X1 [9 d8 c/ Y% }# y
ΔTf = Kf · b · i
& E' Q; X( t5 a4 K2 v6 a    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$ V* B% f" g, N  ]$ }  k5 b    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.; L) m2 M. M! N% D
    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
7 P3 X5 k2 s" P+ 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 = 1
  H& A: X) L$ C: T  p( u* E! w6 F2 m; Q, {5 s4 N
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
- O" e" i9 K# Z7 P1 L% [) E9 m+ P4 m! i/ w* R1 q% K

1 |$ @6 }6 r5 }6 v! Z- k7 `7 Z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。
" y1 O$ }9 F; g1 t- N9 N$ F% d) q) _3 K8 v2 j) V5 u/ G
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。; @$ o, B* A; I+ L0 o" m5 c6 i

- W4 s" d' s; O3 _0 s0 W制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。
# B# q& Q3 {$ R
: n4 Q0 L8 s" o: Z( P9 S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。
) i. k0 I$ N5 B" f" p8 R% X' U% F4 f- y
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！
- E: {+ b+ o7 J3 V3 k: X2 D
* {" k% Q! v0 P( z# v) l) R5 j; Z+ K4 C
* ?; W3 d1 C; K, O& @3 `$ A
乙醇, 溶液, 冰点, 杜康

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马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 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
      X0 M* `" s9 F* l7 V  y
    $ b2 \0 c: J4 ?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
  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41

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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？2 H& h3 @8 S: `( J
    " C/ b9 ~  @7 [) }: X
    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
  • TA的每日心情
    开心
    10 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 " n5 G3 w) Q; w. i: w1 c* n7 s/ S
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    # @& i' g. P9 ~马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？
    ; k, W" J- o7 @
    1 y3 `: w& v7 u0 z结论：马鹿是个好孩子～
    . @; @8 W. K( l
    3 t. v2 b* _# r5 h
    可不，以为就是个名字
    8 s6 S, b0 ]/ Q' T! D) b. N
    , Q. P4 r+ }) Y9 ?另外, 我就是鹿过赚爱元

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    燕庐敕 + 10

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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

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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
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

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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。
    6 P2 n8 ]$ Y. j2 Z# Y% u! X2 v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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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    即晴
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41

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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, I4 |% H6 d  I! u  T/ m# V
    可不，以为就是个名字
    # [& T2 ]3 R. O
    $ ^# W- U9 R, {* [* G8 j5 B另外, 我就是鹿过赚爱元
    ; i1 P, K9 x/ Q. b5 ~3 U* k
    这里的逻辑圈是这样的
    0 Y5 O5 W+ F2 j$ d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～
    ) [# H9 h! {, {+ z$ E" s" A& Y6 x+ D: o$ `
    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% c. U- m% {# Y0 j) I5 Q7 M
    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。2 X8 L9 J7 s  H1 F
    这让我想起了绍 ...
    ! P9 E5 r0 Z6 }7 @9 [
    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
    3 m+ X. h- j+ p8 m6 {- {' D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 ...
    , S" u1 G, y% E' O$ p5 ]
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    ) L& x9 }9 w2 n! O- I$ d" q+ @" j0 {! u8 G* H8 |: q( s- p3 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，比如说挖矿
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

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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( L& s" I( k6 R7 N2 i! u
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。  ]' u! \7 N6 H* C2 w$ p1 V  u

    9 x4 y" v5 b1 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 ...
    . Z; ?; a4 E; W- |4 {" H& E; @
    ' @) g1 I, o1 Z0 a) k. D
    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
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    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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    10 小时前

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    [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  P4 M4 v; l- X6 m* X, `1 l( H
    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
    , d% V$ ?( r4 Z' f* a$ E% m
    30还多，你们做饭用gas？
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    马鹿
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    开心
    10 小时前

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    [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& M4 C+ E/ t5 u# J( i/ W& M
    30还多，你们做饭用gas？
    5 T! G' U$ t4 Q- n  a! W
    做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    10 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
    9 T& P) l9 ~) P/ O做饭是gas, dryer是gas

    * u  h. f/ M) A- ?, d* t# udryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    10 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？
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

    • 签到天数: 3384 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 2 y4 f1 K/ X- _$ e
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    5 @- z$ g3 ^5 q& l& [8 u7 g0 wdryer用gas好用吗？我们这里很少见
    8 `! {( c, y% h+ B
    7 s) r3 q; ~* k6 p3 b4 e0 ^3 ~. b
    财迷的本质处处都一样
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    老财迷
  • 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( [  w9 w# N/ q2 Y7 O$ y5 s
    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
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14

    • 签到天数: 351 天

    [LV.8]合体
    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  {3 u( I2 f. T& j6 s
    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
      x6 b. d7 G' ]# G
    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

    • 签到天数: 351 天

    [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
    7 A! q# z# D% M3 {9 ^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

    % n+ g8 T, K. x) X6 m( n7 z  Q0 K5 B* J2 `7 J( B6 [
    我刚才去随手查了一下：
    ( K$ b2 _6 A5 F/ y' D1 X2 h2 M【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: \: _! k7 G/ H+ M1 {
    你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷
    $ ^) S3 B# \2 c& |' o7 F
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 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+ X# k2 i6 R+ E* X; C
    我刚才去随手查了一下：2 `8 i% ]- x# n# m  N  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& V" z: M5 n6 e' s: I
    你每月30，全国 ...
    ' t% L2 \( Q/ F2 O9 W' n
    我用的多是gas
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