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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
  V8 a  k5 B) y" [* j8 _; l8 ~* c
6 x$ m+ ~! Z6 H9 @4 e7 e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。
( c9 U( N/ D& U% w
3 e9 c$ a  v% G8 r% {; f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:
! `3 H  I# a. Z8 Z7 gΔTf = Kf · b · i, _1 I' u& [7 \- P
    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℃; K: j' Z. g. q, @- O) Y. N% 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.
* o0 I- B. l" m9 q; {/ \# u    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量
# s5 d- R; i) `- @1 e: e" B    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. L+ g% Y- }; a4 X9 G$ L0 {7 i2 J
% x5 }, R5 n8 _# l& \+ |/ h: 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- |2 J& y  j' a! a& P

7 Q( i3 d! S$ }) {- j% k4 B+ B! C; P7 J/ b) e
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 s+ m8 F0 {( a- E
/ D2 A5 y: u/ ^$ L5 V% _( h. 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。8 H* X6 k4 n6 f4 p( W7 R- M

- n3 P8 W( }  Z" t* ~制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。/ {" V9 e- _1 C& }4 Z

/ F( v  v6 u* O6 M$ a5 U" N8 n4 ?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。
/ N& @, I. N7 j7 [; }% Y- H# U  H( v0 U! D3 R9 @& k! m5 @' |
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!
7 L: ?: w  V- t
, L  p! y+ l) m, v3 f% g8 N
5 B3 U2 g  X. ]3 b, x5 O

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  • TA的每日心情
    开心
    10 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 " ^9 ^$ G( u) D# e. G/ n
    - I  {  V& R9 }4 ?8 ^$ M6 ?
    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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    2025-5-12 23:57
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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?
    5 a5 [- W2 F9 \' L9 R3 d$ B0 \. q+ V  _& w0 o# J
    结论:马鹿是个好孩子~

    点评

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      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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  • TA的每日心情
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    10 小时前
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    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 8 I0 ~5 E* @: }! I
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    & g3 {0 C5 `3 B) x2 P6 ~马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    ) l9 }+ O3 D' @! C8 C) w% v
    ' M9 O0 Q) |4 @+ r9 z7 G* E* U结论:马鹿是个好孩子~

    / w% m" `; |. l# C% z; i7 [% V9 x2 c6 W' J+ K; e! x
    可不,以为就是个名字5 s' G! D& ]4 s% U1 ~9 F

    5 Y0 Y8 ~3 ~/ N' u5 H+ V9 ^5 E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
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    10 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
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    10 小时前
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    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。
    * c: t3 v$ E0 ^/ G& l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 01:22
    4 q9 `6 c6 m( [8 @可不,以为就是个名字
    " }) d' W, |3 H. Q2 r7 H. A, {' c8 ~$ H
    另外, 我就是鹿过赚爱元

    9 {7 D  I0 A- f9 X9 j3 g( B6 B: O% g这里的逻辑圈是这样的
    4 u2 `: g3 J4 Q8 D+ L3 E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~
    * b; ?! j% I. n6 Y6 l% p7 P3 V* H. F6 s  t
    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
    5 n& w6 n; g' J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。: I) t+ j: X" B1 A
    这让我想起了绍 ...

    " ~6 b& C5 n# N/ w( P" M黄酒度数低。另外,商人奸诈,不像俺这么实诚

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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
    % r, I6 v3 \7 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 ...
    3 d% W) V- d8 g8 x# [" y
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。+ _8 d5 _$ E/ G. y$ C
    / S% k3 C5 ^3 Y9 \/ ~1 D
    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
    10 小时前
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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
    2 p; X3 F) X) p# }' r" e- p& Z; L6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。
    & A9 w5 x, E, ^/ L7 q
    $ M0 }: N9 \5 D6 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 ...

    0 ?& E: W0 Y" F' r3 E! G  I( V) T0 S
    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
    10 小时前
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    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
    " h4 e; Z" \/ f: 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
    " \$ y- J  ~; ?/ U; H  ~/ v) t
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
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    10 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 19:06
    0 l/ M- b' q8 I$ g/ C30还多,你们做饭用gas?

    - z8 E7 A/ ^# c4 P做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
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    14#
    发表于 2018-7-3 08:19:18 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2018-7-3 08:150 i6 `6 w# _6 j# c9 p
    做饭是gas, dryer是gas

    8 g7 [% j5 s# |/ G- Tdryer用gas好用吗?我们这里很少见
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    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
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    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
    ) g8 j1 M2 B6 L" W+ S0 B+ V, J) n
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19& H4 R$ `: O% t  z2 e) ?
    dryer用gas好用吗?我们这里很少见
    3 c% L& U0 N3 t$ V( ?% B
    6 }  D# j3 a; h, V" M" W2 x
    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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    [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5 m# J; j, p& C( L7 d6 o
    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
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    慵懒
    2022-8-27 22:14
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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 02:190 Y% t, a7 A; H( T: d
    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
    ' Q4 w4 M4 ]; v7 {2 H
    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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    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  K/ P4 l1 R0 m8 x2 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

    : ~. P4 ]: N0 o+ R5 Z9 [' K) W$ ]7 ^; L0 P5 o& l
    我刚才去随手查了一下:! _6 c# p& l! O6 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 m  @) {% {" `+ O你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷/ h6 e5 B/ W" @# M) t# W+ E
  • TA的每日心情
    开心
    10 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
    + }/ r9 a' g1 G. M8 Y9 i我刚才去随手查了一下:" Q1 i1 U- {$ Y8 }' d
    【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8 S! Y( d' D3 E
    你每月30,全国 ...

    - a% L% y" D6 T, q我用的多是gas

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