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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 1 P" s2 c( }/ [, P0 B: t
9 [* v+ t2 a) \
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。% c2 h) J' H& ^" t; I) l
6 D: p: k. j5 y
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：4 b( a, f+ X% F0 S' ~
ΔTf = Kf · b · i
7 j: ~  c/ y& C    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℃! \& }; t4 W( l$ k7 K( 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.
0 X5 t+ I7 ^2 B4 X" t    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量8 e* f: |: u4 g
    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
$ l% |+ J& t/ M. u1 \& n  R2 Y2 L' s3 ^9 t4 i
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
) S2 i9 D6 \: j
7 M% X0 B+ n% w3 N) f9 N8 v7 v( 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" U/ j9 {+ N& q  J
2 G& q  M2 @$ P- j7 ?" L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。; l6 k& M$ j  N: r5 R) A. U
3 h6 O' d4 p$ B0 K" E6 B
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。% j. U0 I5 S) k3 W" F8 a7 N/ m

- s- F' H/ T0 R. z6 h8 ~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。! [( H: l1 N& O! B, k! N5 J% q
% B9 M% l+ @6 _( b- g
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！7 d) x5 B- O1 b/ H( B
% [3 j2 D- H3 i/ ]' z3 P
4 \5 \0 q4 j  h3 {' N6 I
乙醇, 溶液, 冰点, 杜康

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马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    15 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 . X$ R% {8 f9 b) n( k
      i$ R9 P/ U) J8 }
    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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    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？
    " Q1 T3 {0 N2 y( b* ]7 U- X, O8 [9 e' o& I/ C! U
    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
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    15 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 8 Q5 Z6 ^9 W3 P( c+ @" V" Y- P
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20. C" }5 }6 H, X/ B' v# E
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？8 f: q9 X$ |: d
    3 y: E% _1 z1 V4 E: Y& P
    结论：马鹿是个好孩子～
    & E* E, i7 T) \% ?

    % M8 {/ f% B( d) ^  C* ~可不，以为就是个名字4 M# p3 X: ^" G, n4 t

    . e5 i; L: A4 U# Y7 s% A- N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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    15 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
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    15 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。
    $ Z0 x7 G/ N3 P: V0 T$ Y& f3 v' g: 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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    [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 [' }. u' F. c
    可不，以为就是个名字, ?1 j) [5 F: ]5 L$ @7 \
    $ `5 D# a6 ]8 e2 C
    另外, 我就是鹿过赚爱元

    # o0 }* c3 n4 |这里的逻辑圈是这样的5 O; M; I$ {9 u1 ?; X
    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～
    - T5 w. h, |% \8 c( A7 D' f3 \# u% h7 q: i) s% D
    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 01:384 ]. f: U2 z6 O( s1 _! v
    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。
    1 x/ `/ ?% X7 o: r# ?. O- n* \这让我想起了绍 ...

    0 V1 [2 ?; e" e8 t+ F8 \. T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 01:208 I# Z# c$ q6 U8 _
    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 ...

    9 U0 `  {4 x" L  ~1 r# [6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    2 v; @) X9 l& t- T
    1 d3 p  q4 ^+ y4 r- V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
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    15 小时前

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    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
    3 |, \, @3 Q7 l  O* v0 H9 W1 C6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    6 y" @! M8 W- ^% \$ d) U7 K% p9 w
    7 v0 [9 Z5 b. l. k% x+ W6 }& s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 ...

    3 S$ \# d9 C9 I$ Y; ?
    8 {" u5 H+ w! q. n! q; Z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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    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! {1 @: A. k7 k- C+ ?$ 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
    . j- X' S2 \9 J' m
    30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 19:06: e. f/ R; S9 |4 a
    30还多，你们做饭用gas？

      w) R# g$ |( E5 V做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
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    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% K& j2 W5 U. B
    做饭是gas, dryer是gas

    # d. i- q# z1 [) D6 D+ E; Sdryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
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    开心
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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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    开心
    15 小时前

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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 ; V7 U/ u2 |( |$ O* r
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19# [- }9 h8 h. m6 l* J9 G
    dryer用gas好用吗？我们这里很少见
    " V9 D5 y6 q' ]! r

    " }' B4 T# l3 o; k2 h- n/ K$ {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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    [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; c, V5 k) b* J" _9 t8 T7 J( 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
    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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    [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
    . R8 Z- _& |( i8 r" `" H& H8 }$ \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

    ' x, @9 `' f! Z' }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
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    慵懒
    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
    ) c5 M; ~/ z* l. [% z/ ~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

    $ m9 d- c( q8 D, k8 U% a. n7 T* e0 V& i" X9 r) ^
    我刚才去随手查了一下：& z8 j+ M) r' e- M1 W8 ?$ W0 I
    【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 U3 c: A0 \9 b  U  M1 L1 d: O# H你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷
    % n6 K8 l! e1 [2 v* h
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
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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
    1 h. d, g3 ?/ T" X我刚才去随手查了一下：
    " u& D3 D9 D% p6 H9 r( L【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* e* d  F$ K% e7 E0 E% b
    你每月30，全国 ...
    3 R* ~5 U' S1 x! W. N9 ?- a& t
    我用的多是gas
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