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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
, h8 i  u; x" p, t# Q7 [/ O& O7 l8 t& H2 n
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。1 y4 G3 A' s3 O6 j7 I5 W& ~

4 Z7 H8 b( X9 \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：, i! f0 L6 i. h# C( Z1 r: X' E9 G
ΔTf = Kf · b · i# [! C. A9 g1 z  ]" f* z) Z/ G0 T
    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℃' b0 R8 m) E% q6 _1 o
    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.; ?  ]% v9 _; |/ o% d) g5 J1 ~1 C
    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
& M0 @7 @' G" \/ u" {2 J- T: G    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
$ x2 [' p" b! ^7 Y5 B2 b3 H# r& [; N! Z+ B, o8 I1 R& W
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
" v2 [& |2 I0 ?( J1 g; o- A. m7 ?0 c3 x
1 w$ A0 }! J- \& D9 e% l! _* X* A- u4 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。
( m5 \3 k! c$ m
2 L( j# Y+ Y. ?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。
4 S* G- P9 i9 S6 x1 m+ q# R* B5 S: p
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。+ T; L: ~) ?! R" N9 L
$ B) B2 z! ^$ U8 X
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。
7 a1 K! \0 ]* @! f* T* _9 b# D. _; a
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！" Y3 t, ^3 ^6 U+ f/ u7 i

2 d+ b% B2 `# ?7 l2 I$ t! E9 n# O% `8 c
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
    / V' W! a) w% r# z1 ]+ w! o7 u# f# i7 r8 v  r8 R8 C  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
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    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？2 ^; F# I  X2 j7 m7 p

    / K, Y" ?* A% N3 v/ E1 c3 i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
    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
    ! H" I. z2 A7 S, B( _3 N- ~
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20. z9 c# k2 Q+ _4 z/ g" E; s; X2 K$ `
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？
    , A- ]# a; S- F* c" t2 C' N/ n* J) I  E2 J/ b% _( v
    结论：马鹿是个好孩子～

    8 k& a1 `- N6 x5 \, a3 L! f
    & M, F4 R$ ?3 u2 t% F5 n! z可不，以为就是个名字
    8 G- c' S3 e: g9 a: V# N# H+ Z  A$ X, Y" b
    另外, 我就是鹿过赚爱元

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    燕庐敕 + 10

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    jellobean
  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前

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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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    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
    慵懒
    3 天前

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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。
    ( n) q1 d+ u3 q/ ?/ S$ 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

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    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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    2026-2-1 23:57

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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 01:224 X5 h$ T. E, r: g$ e" U
    可不，以为就是个名字9 }: p8 R, ]& U6 @
    6 c7 y/ l* a; }4 H5 ~2 l& c
    另外, 我就是鹿过赚爱元
    9 o; V) k2 q+ ]3 G+ `- u
    这里的逻辑圈是这样的1 @1 [4 k% n# n& o! Y/ {! _# t  v
    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～. K. j8 m" {9 I, p
    7 @+ U' t! f( l3 k% o1 ^! e
    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+ Y- ]7 _* H+ K' R; Y" _! _/ o
    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。- V& s2 Z- f. H
    这让我想起了绍 ...

    0 d3 j  p2 D9 a# E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
    : R: c' k- z* m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 ...

    ! T1 q/ n8 O5 \. p3 I1 @2 {# W6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。
    ' R  @9 j: s2 A& T
    - \; k( g3 c$ ]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* _; ~, Y  A; a5 k
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。' W2 S; w. N# H
    ; v0 q* G+ Q5 ]$ A# A- o! H: t
    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 ...

    # J+ W+ H4 d" ~
    # q) P4 x6 t8 d! c* |( C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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    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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    jellobean
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    3 天前

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    [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
    0 U) b5 f/ @. F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

      a. L3 P6 d9 `- ~30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 19:065 ~4 |/ h" \- M$ J9 c
    30还多，你们做饭用gas？

    3 I) d$ d5 [0 U. _8 q7 S做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
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    3 天前

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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
    ) m8 X# Y" Q9 m* I6 ]$ E! o: d做饭是gas, dryer是gas

    ( x+ h& l8 H# F! a/ K3 P& pdryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
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    3 天前

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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
    ' f$ _2 S! m- i; C
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19+ x% q# e* n  H+ h, E/ J7 K
    dryer用gas好用吗？我们这里很少见
    9 a6 Z8 Y- F; `9 z! V3 x( O' {) }

    1 Z% T9 z. Q2 }1 Y% c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
    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+ f. @2 {9 {" U4 f
    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
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    慵懒
    2022-8-27 22:14

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    [LV.8]合体
    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
    3 W4 B3 y" ^  c: N, C7 r3 C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 u2 W* O% Z2 e: Q8 p7 d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

    • 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, R& l! Z7 K% V: 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
    / w; @# g1 m7 _0 A- P

    " |' P; m. s3 E& j; V, W) w" J我刚才去随手查了一下：& v' `2 [1 Z% s( 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* y( I6 Z9 r7 {+ D
    你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷
    2 z9 ^( U4 h( X, h
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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

    20#
    发表于 2018-7-3 10:38:30 | 只看该作者
    老财迷 发表于 2018-7-2 20:43
    * ?; U) V- q, J. W+ J我刚才去随手查了一下：$ Y/ v% E9 ]% W9 e6 t, A5 X
    【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' v2 V- x' B3 b, ^8 L
    你每月30，全国 ...

    9 k$ o2 Q) \3 M  w/ P' o我用的多是gas
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