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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 从杜康冰棍说起
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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| 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
5 o7 z! {/ D8 I  G+ ?4 V( z7 k5 S- [6 P6 f
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。
3 e# w0 @! W6 u2 S
* g  w9 z3 h4 o( f3 T7 ^) \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：' {. W: R3 y/ R+ [( z$ @
ΔTf = Kf · b · i
# E5 z# A: S) \6 J    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℃* N" k) Y7 q! t* H! D4 W
    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.: g% u. _- o) F, s% u! H& _" `. }6 v
    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
( K1 `% Z' h" D' q+ Z' P    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" o- d0 F) \2 R& N' E

+ o8 h6 E2 V1 ?# q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
1 X7 {( R2 ]' X! P: }2 r. q3 D: K. c% Y/ G* a" {9 ]9 A

8 m- q8 k/ D* ?( j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。& e# ?& f" |7 ~( Y. o
5 b4 j2 _8 W! r: J( z2 |/ w( N
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。
- }* X% s% {" T( b
# N! Z) x$ Z/ \3 B) ~2 h制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。) p; c$ Y' p$ R3 [" }
4 B( G7 d$ H8 V9 j6 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。% I1 o% ~8 t8 R* x& `

0 S  E2 t1 i# r7 K) W0 a3 q# l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！
  E3 i- `- [9 K' l# M0 K, Z6 q
7 |% M0 b0 D* F  r* a- A: K, ]  U+ _( h9 f4 {/ G. g9 O' N
乙醇, 溶液, 冰点, 杜康

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马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

    • 签到天数: 1111 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 ( w$ `- w2 k8 I3 _" w; g& U& G
    , q! J% L; @. l0 h6 }
    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
  • TA的每日心情
    衰
    2018-7-19 11:12

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    [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？( w8 \7 W1 g8 K

    % S! \: n; [: k. h( z结论：马鹿是个好孩子～

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    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
    开心
    22 小时前

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    [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
    2 n8 G, m$ ^0 B% q% I. s
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:205 X; t" R* B/ ?6 T/ e- Q
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？" P4 Q* J  x2 b9 I( q* w0 P! K. a
    $ `; Z2 Q( }/ a% s( k; ]0 Q( o
    结论：马鹿是个好孩子～

    2 n. L2 e: Z" ~" j& u7 E/ v4 J% L& z8 A( u
    可不，以为就是个名字
      Q. I3 p2 r# n9 J- ]8 ]% ?/ ]5 a" i& e8 s
    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
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

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    [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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    燕庐敕
    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

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    [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。0 V$ S0 @& a. N$ C$ w
    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
  • TA的每日心情
    衰
    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, F+ R- f9 U7 ]9 }3 u
    可不，以为就是个名字
    - ]6 B  P5 W. `% n9 n' `/ |7 I, M9 w
    另外, 我就是鹿过赚爱元
    + y0 M6 ?% }8 o  u2 Q8 Z! B; K
    这里的逻辑圈是这样的
    * o8 I0 b) g2 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～- Q, E( M, r3 W

    ! m, E7 ?6 {, b% ^; H哎哟，暴露年龄了～
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    沉宝

    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- S8 O( L1 c+ }) |4 }
    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。
    ) E4 @8 O; a! {0 l4 M0 c' {这让我想起了绍 ...
    4 P, t9 s' I+ {9 d1 p) B1 s
    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
     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
    0 }3 O/ t9 G' _. 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 ...
    4 Z4 S. M' A" h' o- S- ?7 q4 `
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    ! o1 d) m4 H7 _8 b; j2 |5 W1 ?' j% J8 R5 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，比如说挖矿
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

    • 签到天数: 1111 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 13:066 X% O! s3 O8 H
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。* d: E8 b: e6 r) R
    " t* \1 }' U4 y$ J% j
    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 ...
    . U' Q; r2 s$ P9 c6 e

    7 ?# l) v) ]0 K7 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
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    lorry
  • TA的每日心情
    开心
    13 小时前

    • 签到天数: 225 天

    [LV.7]分神
    发表于 2018-7-3 08:04:12 | 显示全部楼层
    学习了。
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

    • 签到天数: 1105 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% M. l" [" B& w* s7 B
    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

    9 {6 _/ f3 t, a; i( {; u5 O& A30还多，你们做饭用gas？
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

    • 签到天数: 1111 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 19:06
    9 `& d' \$ o/ _* x% @30还多，你们做饭用gas？

    % P2 [! v) |( J% M0 p$ w# A做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

    • 签到天数: 1105 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
    ( j8 E& o4 I- ]- N8 B! Y做饭是gas, dryer是gas

    8 x# A, j( L( L+ d! vdryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
  • TA的每日心情
    奋斗
    22 小时前

    • 签到天数: 1105 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？
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

    • 签到天数: 1111 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
    - g8 B9 F$ r' {
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19: }) v5 q- c+ i* v# e6 t; Z4 Q
    dryer用gas好用吗？我们这里很少见

    / i+ [# C2 T% R- r4 L* l1 v+ W
    / E0 B# ^& y/ u. c# S! w$ \财迷的本质处处都一样
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    老财迷
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 14:26

    • 签到天数: 289 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: L$ J5 ^+ I7 }5 Y2 W+ E2 H0 i8 l
    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
    昨天 14:26

    • 签到天数: 289 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# D- T  e2 U5 A
    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
    7 [5 C, f* U& x& a/ J; \
    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
    昨天 14:26

    • 签到天数: 289 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$ n3 [, L9 \- y0 V2 K' t
    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

    ' I+ y6 |) ^  W* `! i- D2 v3 z  G9 ~+ P$ G! D% w
    我刚才去随手查了一下：
    - w) u& H* E* X! o/ \# u【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 J: @/ ]0 t! J/ ~: j
    你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷- P/ T" h% P# z6 l
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    22 小时前

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    [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
    ( c$ v+ P+ b4 y& y我刚才去随手查了一下：/ S8 Y( H/ I2 d$ f# 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
    ) D  _9 T: ^+ x' b9 b5 o你每月30，全国 ...
    7 Q" X& n, Q+ e; O% B
    我用的多是gas
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