|
|
本帖最后由 沉宝 于 2018-7-3 00:51 编辑
0 e0 b8 i2 |* l! E1 m* W* ~$ d8 o9 A9 O8 O" F; J
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。. n& ^5 A& }% x. P W. n. R
( @% i6 t% Q( ^6 H# p& r c
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：) d2 a! p$ d) b4 j2 x- p7 Y
ΔTf = Kf · b · i: W, R1 a) Q+ E: c/ }/ m
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℃
2 D. U/ y0 F' 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.
0 W' l, P. r( y b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
' O: O5 i/ J3 o 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
$ E8 G$ _$ |+ x1 |) \1 R% a& N6 f0 Q$ j
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5 c: r4 R/ t# M# h0 L' @$ N
![]() 8 X/ s/ @0 _. U
! b- D+ r- n9 H0 y6 _/ W
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。; C; u5 y9 B, b2 ?" m$ ?' i
9 T5 ^# h7 j6 i* 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。" L% A( W/ R8 w( @' z) ~, s
9 n! {1 K2 i5 F# u" J; K制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。- r, L/ A. M: K1 p; N$ z
![]() : ^7 `& I/ L( }. A2 S' N
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。
$ P: ?1 X! r% b" |+ I7 F& Y$ W1 T; U- R( Z7 O5 q2 A8 _0 o4 T
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！
8 i6 D3 N* R7 j9 m: g8 v
, I! ?( ?, i( o( v$ y# ?/ l) u7 ?& V
l4 t9 G- \5 n: h2 b |
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。3 ]8 } G' {# ~1 ?6 H% @3 g1 K8 x
; G$ ^" B* v% g7 C7 \2 K