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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 4 [7 t1 i9 K) ?( [

( e0 R5 b; ?. R) M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。$ N5 H0 U( N8 `4 h4 D

# V8 |; j$ T" J" a3 q0 [. O; x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:1 v  L7 f- f# w
ΔTf = Kf · b · i7 i, M/ @4 O6 g+ 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℃
+ W4 `4 W4 C- ]! A    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.  n2 n$ C/ ~5 A& y4 ~, M, [, W* f/ A
    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量8 U2 O; T+ G3 _+ O, A
    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
) m% o# W9 f( v7 U: ~" A. r  l# X' v. f. 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. R+ p5 H2 }9 X9 e5 X' M4 A4 i

7 t0 r: x  w  x, f% D# g' ?% e7 o1 N/ p4 k
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。
; B/ R/ w' x% b4 U/ [( {: u. f( g( i) E1 k0 g# C
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。; A. o4 {3 U. Y. _* D5 k8 t0 P
& b, X' Y5 R. T% x/ l6 H2 \: S
制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。
# X+ `0 x- I' s- X7 e8 A
( h2 Z; ~. c) G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。" `- C/ Q6 z5 d
! V0 ], {8 w$ ]/ ?
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!
$ d; I0 r! D) I9 q' c# T' c
8 I4 r+ c8 p3 ~2 t7 x( X& D1 }7 |8 j: o' M2 Q, r  ]3 r

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  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    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
    ! H2 R- n0 H# D' H* U' Y# f8 p7 T* F. u
    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

    2018-7-19 11:12
  • 签到天数: 128 天

    [LV.7]分神

    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?
    5 r. t4 s7 K1 S: c
    # X$ Y/ l* n* n& ]1 R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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    马鹿 + 8

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  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    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
    0 y+ ?* \+ ^9 ?
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20, x; f$ a1 H' C2 e! k7 S$ ^* y3 U
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    0 I' i( }1 b2 n  m
    2 s3 z5 G# ^/ _1 F结论:马鹿是个好孩子~

    $ z6 c  i: P& {( H- j' R- D9 b$ r5 }% T2 g7 H3 R9 n, i
    可不,以为就是个名字
    6 i, l3 C- M: N  g  i
    ; ^/ ?5 }7 C' n+ ?( a8 `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

    8 小时前
  • 签到天数: 1159 天

    [LV.10]大乘

    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

    8 小时前
  • 签到天数: 1159 天

    [LV.10]大乘

    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。
    ( L0 R( H: }, n0 f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

    2018-7-19 11:12
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    [LV.7]分神

    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
    / c* z1 m8 J$ g7 r& n( X) x可不,以为就是个名字
    % j/ ]# J0 _2 L- M8 C7 j- L. }8 n) I6 z: {9 S
    另外, 我就是鹿过赚爱元
    & a" \: _/ [* H. h+ K0 |
    这里的逻辑圈是这样的
      Z$ N) l$ X# K; N6 u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~
    : I* Y9 `: {8 |0 C2 }& f9 ^$ `! d! ]+ X& U7 ?* {
    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 01:385 K- C( o: |& N7 }) ?) g; w$ x6 Z1 Q+ L
    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。
    / K4 `5 ^, v. e! p5 c) @2 m这让我想起了绍 ...

    7 e# j& R9 }' A# _, X# V; n% }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 01:20
    & M* ~6 R/ S7 B* L3 k5 s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 ...

    8 `7 Q& R. T; O- `; h6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    $ y4 ~$ K2 a$ A0 {+ e
    * ]' y% y+ `# S9 ]/ m0 E7 w4 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,比如说挖矿
  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    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, J$ `$ d0 `% I* V
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    0 p' B9 A1 ~4 O4 h9 X$ a# T5 H1 a- F* K7 ^# p# r
    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 ...

    2 ^5 [% p6 y7 \7 l0 M" i$ S2 n
    , U0 l  ?; e" A: h+ Q4 |; S2 [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
    昨天 07:49
  • 签到天数: 271 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

    8 小时前
  • 签到天数: 1159 天

    [LV.10]大乘

    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
    , N: r  U0 v, W8 M9 U7 v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
    : k  W3 o  f' t* [* M
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    发表于 2018-7-3 08:15:56 | 显示全部楼层
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:067 H4 ]) a. C5 V* X+ ~/ R2 |- C2 p
    30还多,你们做饭用gas?
    8 m: D* _7 ?- t7 l) I9 {7 L! ?
    做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情

    8 小时前
  • 签到天数: 1159 天

    [LV.10]大乘

    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
    2 U4 ~: b' ~" ]: G# E+ J" i做饭是gas, dryer是gas
    ! I. S+ c; f( _# p# u, Z
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见
  • TA的每日心情

    8 小时前
  • 签到天数: 1159 天

    [LV.10]大乘

    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
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    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
    , ]: H! }1 ]7 R( F" L8 N& H: Y2 Z) I
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:191 A  i" e# A& a, x( D; |0 g9 }2 z
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见

    9 t# Y3 V4 _( |
    % B" h9 U" x% \4 [( z3 B0 D2 k财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    2019-2-5 23:21
  • 签到天数: 299 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* v3 L5 U' d* G
    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
    2019-2-5 23:21
  • 签到天数: 299 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
    , ^( T& t4 v) j: g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 e7 T( ]- v7 A2 y' d" i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
    2019-2-5 23:21
  • 签到天数: 299 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 02:197 t$ ?6 |# q$ F: p% ]2 U9 w+ i
    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

    % e* |- _, d2 u& \. b
    0 A, g# t  R$ c& C# m/ W% @我刚才去随手查了一下:) Y5 V8 C' ?- j  ?2 ^
    【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: D0 M5 N0 u7 p& E
    你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷9 _( V% D& K1 ]: H0 f$ ]
  • TA的每日心情
    开心
    8 小时前
  • 签到天数: 1171 天

    [LV.10]大乘

    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/ Y! Z& w3 [- U, N' L, B, C2 \
    我刚才去随手查了一下:
    8 K+ X, w' V) J# k0 ~5 b【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
    / h; M+ v- p# x" {) @你每月30,全国 ...

    4 E/ y& l' O4 J% r) B- _我用的多是gas

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