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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
! ~! C; B; W" ~; j3 O+ G8 q& \+ p9 K. {( n8 C
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。
# ?" `0 r2 m3 u9 h+ J/ d; x' Q  }' w4 d: N" K) G
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：; u. K2 p/ S( i) b4 {
ΔTf = Kf · b · i
7 O* B& [/ u+ b7 I+ q    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℃
3 _$ ^. L! s" g- j) ~3 u    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.
5 q3 K! C0 c% u! Z, y    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
5 W2 s) T4 Y2 R9 ]1 a, j    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
* i  ^3 H2 F0 ~- g( R) A8 F" r) S3 {; R
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; I/ ^* R' _; ~& A2 I, h) K$ F
* b7 d& m8 I) @0 G5 L. V

- n! S6 @1 L% p+ V1 m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。
7 D0 f; x  [/ y# x5 u: o/ O  X, o/ Z' w# |1 M
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。
  g# n" u4 L% }1 ]+ j2 p3 H8 P9 Y0 m0 o5 Z7 s2 R( h, T5 K/ T
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。
. V9 k6 d9 D) W8 c- g1 Z9 ^! z4 i% u: m) H. e9 L% l* D1 K
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。- n; ?; v. _# U0 Z+ Z

* I9 M1 D2 z- c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！
# U) Q. ?) [8 _# n9 A! b
2 ~: {: q6 [% H+ V2 U
8 |& c3 o1 G- u' ~! h& \1 O0 f
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 . y2 e* [; X1 b8 _; s' B
    : S& _3 }" q2 A( F" r( p; r
    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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    开心
    2026-2-1 23:57

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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？5 z0 x3 `) U( V" U) @
    0 h4 M, {' b2 a" E0 }5 i
    结论：马鹿是个好孩子～

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    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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    20 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
    ; }) S) Q) }3 I+ g
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20# j9 I9 s! J- I, y* s% ]
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？9 }6 K/ S; r; t  g5 ?

    ' I( Y: I. _! @4 w结论：马鹿是个好孩子～

    / U% Y( C/ g: b+ |- k2 T3 I: V4 `2 V! W- `* D
    可不，以为就是个名字
    - q" N8 G* o; x" H
    0 s9 J( ^# [8 n' N另外, 我就是鹿过赚爱元

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    参与人数 1爱元 +10 收起 理由
    燕庐敕 + 10

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    jellobean
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    19 小时前

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    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。- h  Y1 V7 D- Y, }9 d6 U
    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 01:22
    ' h* L- E/ p& t- ^& u可不，以为就是个名字: |1 r2 @! T% u  J) ]7 L; Q

    , K! d# {" Q% B) Q5 K另外, 我就是鹿过赚爱元

    8 Q& k2 L) T; n这里的逻辑圈是这样的) S+ Z- D& Q( S" T4 Q7 q
    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～: r; f2 J- Y, L5 }
      l$ g* N: \2 _' j0 O* O% [* x
    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" I# ~, [- A! z) T
    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。
    9 W" y) u  S4 d: E这让我想起了绍 ...
    4 O9 H' A9 U+ a, i4 O
    黄酒度数低。另外，商人奸诈，不像俺这么实诚

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    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% q5 S2 k2 M9 y* k. ^
    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 ...

    7 y" I1 E$ u$ g. _" d$ i, ^% y6 Y+ J. _2 f6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。( R. N. c3 g- D! K
    0 T; z/ Q5 [8 _+ g0 ^# M9 _
    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
    20 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+ X; y3 X8 T4 A
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    1 C; Q0 U) {3 }0 _/ y0 m& w0 g8 `. K, A) a, n  H
    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 ...
    ( v2 h0 r# f; q6 g5 ^1 T* l
    ' r$ o6 Y9 T8 [+ s9 G/ e% h+ c  O. U
    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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    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 02:195 M/ v0 C5 B9 d( O7 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

    & f+ t. f$ u7 ]5 ^( s9 k30还多，你们做饭用gas？
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    马鹿
  • TA的每日心情
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    20 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& x0 J* Z+ J& Y- Z; ]0 \
    30还多，你们做饭用gas？

    1 v# r$ |: B. b6 Y4 U9 Q8 J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 08:15
    2 h9 O' r+ {" g& P做饭是gas, dryer是gas

    + s/ j( Y, a3 Q: v: _6 \8 A8 D; Bdryer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
  • TA的每日心情
    开心
    20 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
    * Y4 D, X" ]2 x% S1 H7 T. o. [
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    & K, O6 W2 F  i# B( E  qdryer用gas好用吗？我们这里很少见

    & X2 ^, N# y. }$ M
    " {! _! Q6 Y; k; z) R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, [" Q+ a5 c5 V8 Z# e& v7 Z
    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

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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
    , e# c# ^& R8 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

    , I1 ~( @# ~" t# p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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    [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
    8 ?% `$ n* o* ~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
    3 U% g! D- B8 `- y" ~1 o
    4 u( t* u" ^% ]7 b( h9 C' i
    我刚才去随手查了一下：
    + o4 `. g! S: [) c/ O& R【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
      K; H: F+ L8 f, A0 S" w你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷
    , i& L( E, U) A  O
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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 20:439 m* m/ v( C8 \- b: K  ?
    我刚才去随手查了一下：
    0 K6 ?9 ~$ ^( N; C- k7 S【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% i2 ]2 e2 Z  Y, g/ F! Z3 _
    你每月30，全国 ...

    : g, z# Y  X( S3 x' [/ x我用的多是gas
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