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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 | 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 " M& F* d. a  F
* b# O, B+ z" F  X/ t
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。0 A% p. e& k1 I& v0 A

# n' P- Y# ]0 W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:
+ f# r5 o7 {6 qΔTf = Kf · b · i
8 H3 k3 |( m( x  Y, i1 `, y    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℃
2 c! ^9 Y, Z) f* h  K' M# [8 b    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.
+ _% d4 D# L2 H8 G( V    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量
7 H, O' `: X0 u1 G7 P1 Z    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
' H# o( i9 [9 R; o, q+ h, \' v8 w; I% r- D
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" B6 y" N( A0 ?- F9 f' y

: J/ y7 S7 |$ d1 Z( P2 n, r- `3 [- h1 I2 p, U; g* H/ P" W6 T% D3 h! v
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。: ?: I+ w( x' M6 U- e- Z2 i
% y& V) q% W" o& M
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。) n# Q$ m9 F) A) U8 e

; I) G+ D$ R7 q' O制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。
- T! `6 Q* J3 |3 \4 o& _9 h/ H! Q9 [. x. z
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。) G1 v: v' G& {' C# \% Q  k7 j! A

; b! O1 E" o- l3 O- s$ R0 h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!' B% Z# J, K0 W6 R

& J/ E" a' m: d3 c; y& n4 w* _  ^1 W9 }

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  • TA的每日心情
    开心
    6 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
    & f1 L! c) p/ ?6 i2 D% v, @% [( O; t! k5 }8 _6 z3 v
    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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    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?* U% [! K% ]7 f( S, U9 E+ D
    ' o! N/ a$ u5 g4 c
    结论:马鹿是个好孩子~

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    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
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    6 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
    ( Q2 h# G  [3 k; j+ K/ h
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20! c; U3 \' a4 w$ K. P6 I$ y
    马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    ! P( X9 y3 R: @+ h
    / i3 L6 i0 C9 U! P9 O$ Z6 A6 K, m结论:马鹿是个好孩子~

      Z5 i4 b% F" a8 L  e9 U9 s) u; c) e. Y5 n, p3 h/ t
    可不,以为就是个名字" g; k, n/ t6 r7 Y9 y/ ^
    - Y' i. m6 |  _( a. ]. V+ C
    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
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    4 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
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    4 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。  X, Y8 @: j% x! U
    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
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    7#
    发表于 2018-7-3 01:39:58 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 01:226 L$ N3 u" L, G6 ]8 }
    可不,以为就是个名字/ Q2 A+ N7 T& M3 h
    6 T0 |4 P' E! A" ~, R5 g( ?0 _
    另外, 我就是鹿过赚爱元

    % G. k, b" \0 e# g; P8 B这里的逻辑圈是这样的
    3 M) ^! `- \5 h, D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~
    ! r( [8 f8 T# `
    . h/ A* T4 k' r9 a1 y4 n, R哎哟,暴露年龄了~

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    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
    & R( v' m! a" c; F8 h; X  h/ k3 M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。
    7 ]  p+ P/ o4 {; |这让我想起了绍 ...
    ; Z6 j6 L1 M& 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

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    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
    ) c  `" S) Q! z" 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 ...

    9 a! e8 b8 F2 d% i/ y6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。, k1 A( {1 }. \& g
    - F% ?( `1 x7 h5 R2 y2 u
    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
    6 小时前
  • 签到天数: 3873 天

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    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+ q4 c. n$ O5 Y3 i# G5 o
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    8 B* n3 z- h% @; |! A* O+ C$ R
    ) c/ @2 x: Z2 V) e& u4 Q7 M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 ...

    ; I8 D4 V" v0 S/ G  p, `! K+ e- H8 j
    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
    开心
    4 小时前
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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
    $ ?5 I+ ]+ a& Y! P2 G+ 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

    ( s) {; o, L- }( u4 U30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
    开心
    6 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 19:064 k- C6 b7 b% F' e6 [, I
    30还多,你们做饭用gas?
    8 i) Q# M$ s  b* T
    做饭是gas, dryer是gas
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    4 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# [. m" q$ M8 D+ e0 b
    做饭是gas, dryer是gas

    , B* q! J: e6 W6 @2 zdryer用gas好用吗?我们这里很少见
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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?
  • TA的每日心情
    开心
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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
    : `- d8 {! _( B; N$ t
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:193 H+ S" z/ S3 y
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见
    " h0 ?2 A7 ~  k
    7 Z2 ~* t( ~' m
    财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
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    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" u+ n) q! o1 ~8 t2 S5 L. g% 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
    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 02:196 |4 m% F" M9 c5 L1 e* W( X5 Q/ y
    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
    : J; H  J7 X) x2 y
    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
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    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
    ! O3 N: j) {, a! m. N( C$ w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
      ]% _% [& x% o3 \3 m( ?
    ( x* H6 U/ G3 v. M7 Z
    我刚才去随手查了一下:2 G3 Z( R) |! [' A; z
    【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
    / o% w& Y8 {* T你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷7 y7 Y/ D6 o& D8 W' v
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    开心
    6 小时前
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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 20:43/ O' Q( G  l2 e/ X9 R
    我刚才去随手查了一下:
    * m% Y3 l8 k+ e9 s  @) 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* E6 Z# a  i" U/ t/ J% J" X  T
    你每月30,全国 ...
    . N% }7 K' q/ ^
    我用的多是gas

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