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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 ! V  d' }# G  D9 f
% S2 M- x0 t) Y( ]  G
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。
! F" G7 R& s8 L( F: q* }0 K2 m4 V7 t  V. b4 D9 ]
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:( @! ^5 |2 S( h
ΔTf = Kf · b · i  H+ n% a$ O0 n3 O
    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℃
6 H$ Y. m; T2 ^6 k7 g0 p' l    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.
& d6 Z0 d0 H0 `    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量$ |; Q4 Q9 i9 k/ 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# O+ q5 Q- l& D1 i6 I& I0 j

& q  J0 w* `6 O% ^& |( b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
/ h" R' w7 d/ V6 }' f& i& b$ W- X. v. C. v% W. p, t

; G' O8 ~  C. H9 Y7 k) w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。
1 E8 U4 P# i# j! p
1 j5 \6 P) h6 E* S: f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。
, c, P  t! _' w/ N
+ l7 ^- q; E- ^! A. ^: K: e制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。+ W: a$ B' T7 d% I( y1 W

* U9 f. z' p- i7 W% M) 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。. A% n# T' c" l

& ]& m$ {( w0 T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!
+ k  f$ n, l; A$ @& E9 `" p4 Q) ]9 F3 S2 Y5 K; d
2 L- ?. \8 O- E+ \$ e  D

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  • TA的每日心情
    开心
    20 分钟前
  • 签到天数: 965 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 0 m" I2 I. x" M  R
    , q, I/ \  o: B' R
    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

    4 天前
  • 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?8 P" K" }  i& j+ E/ |; A
    - s$ W3 G- @8 l- W' r# J
    结论:马鹿是个好孩子~

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2018-7-3 02:36
    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
    20 分钟前
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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
    9 W+ x  P' A5 n2 x2 r
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    5 C+ r4 N. [8 _& }' r马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?9 P  q9 ^) b2 }+ r# R' T7 w4 J$ u# c

    ! c1 F, `# q, u/ L3 j结论:马鹿是个好孩子~

    9 l. Q5 M9 a# E/ J
    7 X1 o# D8 c' @; ]可不,以为就是个名字
    0 y& T! s8 d% r1 _  e. s$ C( B6 l6 [9 B* f; g8 G1 ^+ f9 H
    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
    擦汗
    15 分钟前
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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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    社长说的  发表于 2018-7-3 14:08
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 分钟前
  • 签到天数: 967 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。, `, }" r7 e3 h" e) o1 |* Q
    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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      发表于 2018-7-3 02:37
  • TA的每日心情

    4 天前
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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+ E+ k. |5 a  J! g- g$ a$ p8 Q
    可不,以为就是个名字5 B# h$ k1 m* {

    & b+ J& c# V1 m8 C& i2 O& O另外, 我就是鹿过赚爱元
    + A7 X! O6 n& N5 H4 ?
    这里的逻辑圈是这样的! {8 A7 J  E+ C8 z5 ?9 d! 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~3 G4 s  h1 o1 e6 c6 q% u9 Q8 i

    ; n! s, C! N4 S1 F4 t; m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 01:383 O$ |7 B: ~' x
    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。5 s; m% r. w8 M) g$ Y, U6 L0 c6 U6 J6 C
    这让我想起了绍 ...

    8 W0 A- {; l3 j4 \* Q0 R黄酒度数低。另外,商人奸诈,不像俺这么实诚

    点评

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    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
    2 h: P1 G6 F' M0 Z# J; W: ?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 ...
    ; u" x8 [4 }& j9 z$ Y" }! L
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。* p( v" g% |3 p+ K
    6 {& u$ B' U: K+ f- J8 K
    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
    20 分钟前
  • 签到天数: 965 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/ s+ h/ h, Y8 J# g
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。$ C% Q( j. @6 e  W- A2 V, d+ |

    3 ^9 o0 `  W3 [9 A' L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 ...

    / w' Q7 W/ ]: V1 B9 m
    ; I# a2 }, v0 h; [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 08:56
  • 签到天数: 89 天

    [LV.6]出窍

    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
    擦汗
    15 分钟前
  • 签到天数: 967 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: q4 {3 o1 X. M$ G; _4 C) v8 f: h$ D3 `
    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
    , B9 h9 I$ d6 H
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    20 分钟前
  • 签到天数: 965 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' V; Q# ]4 k( x
    30还多,你们做饭用gas?
    $ H5 e; E4 `! P; @3 {6 I% ^
    做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 分钟前
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    [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
    * ~0 B7 @$ f* r; M7 m做饭是gas, dryer是gas

    8 c; \/ {1 S: b, O1 C* b# D+ \) jdryer用gas好用吗?我们这里很少见
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 分钟前
  • 签到天数: 967 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
    20 分钟前
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    [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 5 k) G& A3 |- {% a
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19, L! ]9 W0 h, G0 B0 y/ g/ \
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见

    - T+ `! x3 v1 D8 r0 K" J
    + @% w; m# A8 _: C5 ?, U8 `财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 17:47
  • 签到天数: 268 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
    # x6 N0 z$ B* E+ Z" u8 I你给的那个杜康酒的链接,纯属瞎扯
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 17:47
  • 签到天数: 268 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$ ~' o* K# x* r7 Z, i( L
    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

    2 l6 a! K2 a/ v& Q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
    昨天 17:47
  • 签到天数: 268 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
    4 _4 d. w$ O, E3 j8 X2 _+ 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
    5 x% C$ j" T& ^3 X4 f
    * Y0 j& T2 e  u& {, u1 ]" N
    我刚才去随手查了一下:
    + S/ v2 \3 {& B0 r" R* U6 `( 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/ n4 R4 z: e% S6 T3 k
    你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷4 N% G# e. F# J7 A
  • TA的每日心情
    开心
    20 分钟前
  • 签到天数: 965 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+ i8 P6 A, `" j6 b- l- `
    我刚才去随手查了一下:
    3 N& b) T- M1 m4 h) 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7 a4 {6 {( @5 I1 \  p' r
    你每月30,全国 ...

    ' Q  W3 a5 T/ T5 K6 k* Z" v! A我用的多是gas

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