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[科普知识] 从杜康冰棍说起

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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 ; q( l. X+ C. i5 W

, [7 G# s" ?  u) E6 }+ b& ~0 ]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。
% k1 w3 r8 c/ K. R; N6 g. L" b3 r5 {# 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:
% g) A- [& N& |) W1 t$ N6 l# N3 L6 {ΔTf = Kf · b · i
+ d7 V# ?3 |, K; B0 m1 e    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℃+ B$ i9 y# y0 C# I# L3 p
    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 y6 d7 z* q- u) Q3 N8 w" k
    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量) O9 C! o) S9 n! t% ]1 e% D
    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
4 x4 K! A( U% j9 l# [+ t
; E8 y$ o( e7 P& Q3 c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
, v" M. b/ N5 o# P! _# X! L' `5 ]2 W; \
% Z! X% r, x7 p, Y/ W% r. I* ?
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。$ o% F8 h* N$ n4 s
! h1 R7 n4 b; d7 h9 F; \3 }
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。) w% x9 y: k( U1 p4 F. a& S
- E6 M$ t/ [9 b' u. P) o
制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。( `& l6 L1 ^9 c$ ?; T

! R) |& M: F: T2 B6 N4 a2 I8 ]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。5 U& k9 k1 V6 ?/ C- R1 L

, A. d0 F; J7 b6 o; |1 O* A& D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!
. E5 y2 ]9 @5 n9 b3 X! ]/ C1 |! v' \( t4 m: ]4 i+ c! W* D
) ^, b& r. `5 N( I+ O. v6 _4 e

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  • TA的每日心情
    开心
    9 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 & F$ c9 i; a$ G% l% Y; S" D0 G, b

    ; \$ g. c* V; H1 X$ `& a3 }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
    5 天前
  • 签到天数: 285 天

    [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?, C- v( Q6 ]; e+ V
    6 X* t# I) |! l( O1 s1 x
    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
    9 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
    , t% b" h' ~& v3 I
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    + o! m5 o! C( t, ~马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?0 M8 v" \/ `/ @; F3 R2 b* i

    1 g/ ~" Q  f2 {& J/ X+ v# @结论:马鹿是个好孩子~

    5 \, G% I- |# q, J+ V' I6 O* w5 h
    1 L7 P! q. o$ v0 ^( `) P可不,以为就是个名字- A) I: o% \! o
    8 k$ X) x+ }. e
    另外, 我就是鹿过赚爱元

    评分

    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
    无聊
    9 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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    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
  • TA的每日心情
    无聊
    9 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。) Q6 }: ?7 Z1 f5 n" 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

    点评

    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
    5 天前
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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
    & P/ k, e# T4 U0 }; C& k可不,以为就是个名字6 B; R! [7 H# V) B3 b

    * b2 p/ u$ w. s! U1 y' ?6 A另外, 我就是鹿过赚爱元

    3 d0 x3 b  K" ^4 @) ]这里的逻辑圈是这样的9 F' ?9 ?, Q* u3 {! 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~/ L: H5 K% f; G" e  d, w7 |( |

    0 P6 p9 Y8 A2 y  `% _- R+ p哎哟,暴露年龄了~

    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
    ; G1 f+ p+ I5 {8 p: i3 {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。
      x# ^. ~; A- h. o) O9 n+ X这让我想起了绍 ...
    ; O& S6 b- s& T! m' Q
    黄酒度数低。另外,商人奸诈,不像俺这么实诚

    点评

    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

    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 01:203 R% m/ L  |" U) ^4 l
    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 ...

    + d. ]& n1 g1 z" I/ I; s" v" T, G6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    + I$ p5 k/ r: [6 T- _" x) V
    & z4 f! J/ u% P1 ?, D$ x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
    9 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
    ; ]# N5 W: e' X+ v, x- U) W, Z8 d* h6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    $ `& B) d( g$ a8 w! r0 W7 v3 d! D) u0 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 ...

    & E1 ]$ j$ z! c  Q* T! _- Z% T2 l2 U+ F- b5 J0 K& q9 G3 p% C. 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
  • TA的每日心情
    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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  • TA的每日心情
    无聊
    9 小时前
  • 签到天数: 2876 天

    [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. R. `# s# Q( j1 ~, p" [7 n$ 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
    3 s5 r8 R$ I; A) s- Q0 E
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 3075 天

    [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
    " k+ C, Y, N: K30还多,你们做饭用gas?

    / P8 Y% H  ~$ [# c( v做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
    无聊
    9 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
    . ^6 o4 p6 G7 h+ W! U+ k, z做饭是gas, dryer是gas

    : v3 J0 C" _& f' Jdryer用gas好用吗?我们这里很少见
  • TA的每日心情
    无聊
    9 小时前
  • 签到天数: 2876 天

    [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?
  • TA的每日心情
    开心
    9 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
    . B4 ]2 l3 S( N. r' @5 j
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    . n& F+ `) m5 h( {$ edryer用gas好用吗?我们这里很少见

    ; i4 v$ g* G$ }7 F/ k6 M) |" o' X3 D& p: Z
    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

    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6 Z2 T. c5 q) W3 F- s- s
    你给的那个杜康酒的链接,纯属瞎扯

    点评

    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

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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
    . G0 y' d- f) @4 A  m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- }  x4 T1 B4 h
    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

    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/ M" ^' P8 [, ]% ]
    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
    - U, ~  {& [: \, Z4 b7 `

    1 X5 `* R/ l7 O+ V- P2 h" [( S我刚才去随手查了一下:- f" p5 F% X' J! p0 L6 ~
    【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
    " g" Q* a' v& X; c; X. S你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷. w: S+ l& @& l3 m
  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 3075 天

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    20#
    发表于 2018-7-3 10:38:30 | 只看该作者
    老财迷 发表于 2018-7-2 20:430 W/ Q0 V& }/ q# H  ^8 T% t
    我刚才去随手查了一下:2 h) p& x7 K; R$ 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9 Q: \$ J1 p9 u$ b( L1 s
    你每月30,全国 ...

    ! s5 e0 r4 M9 ~3 J我用的多是gas

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