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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 $ @: |" o4 \9 e: ~+ d
, L0 y3 V3 H: M- ]# F9 A4 q
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。% h- v3 c- D" H+ H% D
& B6 b; S, @' D
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:
, C$ V7 \+ H4 d5 dΔTf = Kf · b · i+ f1 b2 f" R, \3 w. j9 k
    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 f, o1 l: V2 W. s% d    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.
$ f4 Y& a4 i' n- h. o: |2 a) d    b,重量摩尔浓度,溶质物质的量比溶剂质量
, `# |* O& t' }/ H" x! `9 y    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
2 i3 q0 z$ m2 L. J$ k  ?2 W8 C# {! @; X" D6 d4 y" G  [
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
8 R6 P" {2 x! e; ?* y7 f+ p6 c( s, I9 \' M& D: i1 s$ D
8 D8 F4 V+ b" Q2 p3 X  E. m. Y
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 h1 ]- @0 {1 P8 N- q; o  R* w

8 M6 W8 s4 j8 C% m' C# N2 F" R/ T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。
2 U3 o. x; ~7 x/ g. s8 ?" r/ i! p% w- g: ~  X
制作杜康冰棍,至少我家的冰箱是无能为力的。( d7 u+ R! ?* U$ l+ t& b# f& [+ E
2 I; R1 m( T3 o+ _: c) j/ `
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。
( _: I* T; h# Q$ x# C7 q1 I8 \
! l, o5 g3 Y' d+ Y7 d: d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!2 J; M# {$ |3 y0 [

" v9 @+ }2 I) j! h! t9 _$ A, A$ m9 H+ C# U; s. s

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  • TA的每日心情
    开心
    9 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
    4 \$ C3 J# i) N; M; F: L5 E3 C8 J1 b! L3 @4 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
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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?0 X  i+ A  Z/ j4 c6 z
    7 s* n# L2 l" _
    结论:马鹿是个好孩子~

    点评

    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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  • TA的每日心情
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    9 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   C8 _9 x  T0 ?) V
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    - R0 ?+ a( \# O8 g2 O& H3 i马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧?
    0 g% n( s- n( [! U! X* z2 a. _
    7 Z: Y4 ~0 S$ P# E: R结论:马鹿是个好孩子~
    # o, ]% g& F1 _3 {9 s3 N
    ) q! W+ j; [3 @* O/ ?0 x
    可不,以为就是个名字/ I3 T* j4 Q9 A. Z" X% u

    ) Z8 P: V, f- M4 D5 d& C7 Z+ y$ T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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    9 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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    9 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。% Y2 Y5 T+ K; u# f) d; A- B
    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
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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 p# O( m+ O* P
    可不,以为就是个名字  z5 S$ v, `* j- K" o% r2 D2 j( ]

    & }$ y& u( }4 V7 X. A3 g0 e另外, 我就是鹿过赚爱元

    & V9 v+ t7 u  d& T- k. P+ G这里的逻辑圈是这样的
    2 }+ J% t6 J% r0 V! n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~6 L' @9 ]: A4 [+ o" ?0 O1 q' l2 A8 U

    8 v, e' r, d  O哎哟,暴露年龄了~

    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* ~+ C; d3 L! h( r+ E0 t% l$ L+ E
    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。3 E4 p, I7 f3 H/ v, p; j: x
    这让我想起了绍 ...
    7 E" G$ z  l% r- @/ V( N
    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

    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
    ! i( s, u! }+ v. u7 |) D/ 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 ...
    6 b, D2 ?+ h" P/ e: ~0 H
    6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。! k3 ?5 B" P7 B' u" H

    7 ~! `) r% k: Q5 _; K- N. i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
    9 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
    0 H+ C% z2 ?  }) z6℉ = -14.44℃,跟我家的差不多。, F# ~/ B4 W! X2 r
    ; o4 D7 {1 x/ u4 q* L0 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 ...
    3 ]8 o0 @0 J; Y# V6 h: |; S6 [; P9 H

    ' i& e' t4 o/ h9 e/ z/ 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
  • 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
    9 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: |7 n, u& S- n% 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
    : d) {3 ^# x- Q4 n
    30还多,你们做饭用gas?
  • TA的每日心情
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    9 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
    6 |3 `8 L1 I1 y( W30还多,你们做饭用gas?

    7 p( g6 V! ]( z7 m! {  E/ _- P做饭是gas, dryer是gas
  • TA的每日心情
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    9 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$ W2 {- g0 ~. G; g% Q
    做饭是gas, dryer是gas

    5 j* y3 a  s8 S/ |: g+ wdryer用gas好用吗?我们这里很少见
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    9 小时前
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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?
  • TA的每日心情
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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
    4 _" o  B, X# @  B6 O
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19
    6 S) v+ {$ @; L. ~8 v0 ?dryer用gas好用吗?我们这里很少见

    * t0 t, M' l* W7 @. x# ^1 M- k% J) p3 y) _# m: R
    财迷的本质处处都一样
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-8-27 22:14
  • 签到天数: 351 天

    [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
    9 u3 A7 V* ^4 \7 o; D! c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 02:19" o& F+ ^' f. |' r7 x' }
    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

    4 }% Y+ a5 w! t) L+ |) H7 T" B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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    [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; `% f4 e' T6 d$ x2 G" 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

    9 y( k+ ^$ F5 a, h$ M
    + D! E, h5 x" l1 B1 X我刚才去随手查了一下:
    " W9 J! }5 E3 D, w" v6 V( W" W【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
    2 r2 h9 v' J( X' N0 s6 O) J你每月30,全国平均每月是104,你还说贵了。你真个财迷
    8 ~- m6 K2 |8 s) |
  • TA的每日心情
    开心
    9 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: E4 R3 |. x) H' j/ _8 s, B. q# Q. l
    我刚才去随手查了一下:& b: A# W8 `; {" S& H
    【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
    ; E2 `; c5 W" U. L你每月30,全国 ...
    : \6 Y% e5 n- r: ]# J! f
    我用的多是gas

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