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[科普知识] 从杜康冰棍说起

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 楼主| 发表于 2018-7-3 00:46:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 沉宝 于 2018-7-3 00:51 编辑
+ Z- [! O" Y4 y$ ?' \% q7 ^" F) k8 O. \5 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。
% t. P$ p; p' v# i/ r' R% C+ z. E+ A% [4 x7 e
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:( C+ r3 i9 x0 n9 _7 _7 Q6 Y
ΔTf = Kf · b · i
6 L6 k* J5 R8 k* 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℃
+ X$ F/ c/ E6 i    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.
; f1 u2 {0 e& ^: V# b$ b7 P    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量- O3 m& u& M/ \+ D. B; Q+ z
    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  S% P% S. {( X6 i
7 |5 Q/ w4 D! _; r% I% `" e
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
9 \3 Q3 n. b4 K' y) C; b* F9 X# Z7 H4 w

1 i3 W5 V; e* K0 q( 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。
- A+ Q$ v  B6 u/ V, v5 ?, h( z( p9 c- @6 b% O  x
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。& I: K  V8 |  C; \5 {, v$ ^

9 |0 R& T# Q7 F3 b2 t  o% q制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。0 M* ]8 {+ _. ^4 [0 N) p2 u7 t

- S/ k" P( x, x: S" H" O0 D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。
! G8 E& G* C. v7 Q. \. l' o
: B' w! L% N' o- w9 P& ^$ D3 T, s2 s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!- g' T) l/ F' V% v- I
- E9 v% B, x: M2 @) h

, X' I, p( m( }# M

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  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3040 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 01:20:19 | 显示全部楼层
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-2 12:21 编辑
    ; k, ^0 c  u5 V6 [1 H# F: J% U0 Z8 V# M& x6 q! q2 ~" t) g$ b) b
    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
  • TA的每日心情
    开心
    2023-12-19 21:48
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    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 01:20:53 | 显示全部楼层
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?( `& c4 ~* G; D% |
    % @3 v! k8 {' R' N
    结论:马鹿是个好孩子~

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:36
    哈  发表于 2018-7-3 01:29
    xiexie, 加分!  发表于 2018-7-3 01:24

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    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
    马鹿 + 8

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  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
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    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 01:22:48 | 显示全部楼层
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-2 12:24 编辑
    2 f# I7 j7 C# [( A* H; e% l
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20+ v6 i8 u- o# b
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    + K0 y" ~  G3 a; ^. ]* a' u
    - w* g) F7 J& D- ^/ o5 ?  y结论:马鹿是个好孩子~
    6 e" r' ]% \2 ]# t+ N! P( `
    ! C. g. V6 ~' U5 W# k$ B3 Z0 m! T
    可不,以为就是个名字7 d0 }/ `0 E. p+ C# M- H

    4 ~3 q+ ^8 T# x$ ?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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  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2841 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 01:31:13 | 显示全部楼层
    猫帅说0度了吗

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    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2841 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 01:38:50 | 显示全部楼层
    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 n  F: l& p3 w+ \3 R/ Q* z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
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37
  • TA的每日心情
    开心
    2023-12-19 21:48
  • 签到天数: 281 天

    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 01:39:58 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 01:22
    - i( W1 o% K; N% G可不,以为就是个名字" g  o% X  t) U2 ?: N
    " K5 x, }3 t0 T6 }) J( y1 t* i
    另外, 我就是鹿过赚爱元
    % i5 S  ?. P0 A9 W1 }3 S4 Q$ k
    这里的逻辑圈是这样的! Q1 h3 R* p& a3 t. G
    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~7 N3 B/ s' b1 i1 m% \. y+ ^

    * U/ b  g+ C1 p" P2 J) X1 {3 f哎哟,暴露年龄了~

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-7-3 01:59:09 | 显示全部楼层
    jellobean 发表于 2018-7-3 01:38  q* E; f0 Z6 n% C$ S
    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。
    ; Y$ `' s; ^4 e# |这让我想起了绍 ...

    - {" M) J5 `$ W! c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
    蔫坏蔫坏滴  发表于 2018-7-3 03:47
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:37

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-7-3 02:06:26 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 01:201 u2 `% G( m4 ]0 p# C
    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 ...

    : v. r6 |) k/ p- A4 x' A6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。0 X. E$ J) w/ ^, H0 i( \5 @8 W
    " d3 \$ V& t$ z; @- u( 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,比如说挖矿
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3040 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 02:19:49 | 显示全部楼层
    沉宝 发表于 2018-7-2 13:06
    9 v. w3 A0 T6 u6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。4 U  V  w1 M* K$ Z3 I9 @

    & h! Z6 c1 z8 p2 q9 D# {: A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 ...

    ' R7 t" ?4 a  O7 ^# n7 S2 H
      p2 d# n4 O: 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
  • TA的每日心情
    开心
    2019-4-29 10:01
  • 签到天数: 334 天

    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 08:04:12 | 显示全部楼层
    学习了。
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  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2841 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 08:06:57 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19
    , Y0 i2 `5 a5 e+ p) ?: E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
    ; ?0 J( E& g9 H+ m: P
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3040 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 08:15:56 | 显示全部楼层
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:069 s5 [3 h: d% l2 p
    30还多,你们做饭用gas?

    3 U6 m( D, ]8 e5 ~. S5 W5 _做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2841 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 08:19:18 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 08:15  q* B5 F2 n' S5 l5 o# i
    做饭是gas, dryer是gas

    . b/ z4 b; Z. C6 E) O# O; D' Tdryer用gas好用吗?我们这里很少见
  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2841 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 08:20:33 | 显示全部楼层
    沉宝家的冰箱挺高级能talk吗?
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3040 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 08:43:48 | 显示全部楼层
    本帖最后由 马鹿 于 2018-7-3 16:09 编辑 ! n" E+ n! H5 `3 M: j5 r7 @4 `
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    & K; U) U# v4 B2 C! ndryer用gas好用吗?我们这里很少见

    . \7 y" Q8 i  d0 e/ E& i; _# \- D, J& d9 q0 E2 @* q" H
    财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
  • 签到天数: 351 天

    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 09:36:31 | 显示全部楼层
    其它的不知道,但白酒,肯定是53度的最好喝
    : k) e' b9 k9 C( F" H* {你给的那个杜康酒的链接,纯属瞎扯

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    伙呆了: 5.0
    伙呆了: 5
      发表于 2018-7-25 11:20
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
  • 签到天数: 351 天

    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 09:41:54 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19$ g5 y! ~# I8 }
    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& [7 u- R1 }# b0 j: l: A' C# M
    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?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
  • 签到天数: 351 天

    [LV.8]合体

    发表于 2018-7-3 09:43:51 | 显示全部楼层
    马鹿 发表于 2018-7-3 02:19
    6 v( _7 U+ }& ~5 k6 p0 x, i, q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
    . P# ~( v2 b/ |3 M0 Y+ j, c
    ; S, w9 Y+ n* R; Y
    我刚才去随手查了一下:; Z9 N6 c6 E8 C4 Z' H
    【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
    ) o  A* q- U6 Y5 v- S( n# }# c你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷
    - f1 r4 k, H% g' P/ J, K
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3040 天

    [LV.Master]无

    发表于 2018-7-3 10:38:30 | 显示全部楼层
    老财迷 发表于 2018-7-2 20:43+ I5 e* {6 o2 {  |
    我刚才去随手查了一下:
    - y3 a! i# D/ Q. b9 Y【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
      C4 W" Q. H+ ?* I) F- S; T. F# B你每月30,全国 ...
    ( f! Z9 h& _$ @) Z$ s* g( p
    我用的多是gas

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