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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 " v. P; y( B! }* K1 k) k7 H) x
6 N& ]& X6 C7 Y5 Q( R% 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。! W1 u/ U- n  ]0 M/ [' w

0 S- _, @) {6 V. U' J$ a5 P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：
+ N. ]/ ^5 [! g% Z& n6 D. e9 eΔTf = Kf · b · i7 B5 R* B3 E" a6 B; 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℃
( i. k8 c, q2 c: W9 A8 \: l; r* V    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.2 R( H: k1 W- J* f$ M
    b，重量摩尔浓度，溶质物质的量比溶剂质量
+ V9 b" Y9 R" N; D* 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
% y( j) r+ [1 P8 R7 ]: C+ e% M2 }. x- ], Q( ^
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 C7 A& ]* ]/ ?0 d. b. j( K

. k: G* D' `7 C3 d; A; ?
2 D# e) h" B3 i" ^: G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。' H, m" w; X2 N
( F2 P5 y: ^; V. Q- h! ~, t7 g6 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。2 B4 r) w! Y* k8 Z! d: r5 W
- g' n5 P, J( m+ x3 Z# Y
制作杜康冰棍，至少我家的冰箱是无能为力的。
: N: P& H8 |1 B- g. L$ F' `: s* E( V7 g' w8 g
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。' T3 ?0 y) s9 X1 N* n
+ R6 e6 Q6 I8 B; n
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！: @8 u9 E; O8 X

+ Y" N. O6 R8 C( c4 S
9 }$ @5 R% b% Z  |* `
乙醇, 溶液, 冰点, 杜康

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马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    5 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 ) k% H8 Z& S$ @( m$ H
    & K- O) X& E" x0 V3 C/ i/ Y3 N4 i
    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
    2025-8-28 04:50

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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？) y9 k6 P; u! w# Z: w: E! \
    ; J( W. Y1 z. z5 }4 f
    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
    5 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 3 j5 i1 \. b) B- N+ c5 J( W
    鳕鱼邪恶 发表于 2018-7-2 12:20
    0 ^+ F- A* n1 W  M9 M马鹿大概是没意识到杜康冰棍是含酒精冰棍吧？
    3 S8 f3 }6 R$ m! l4 U1 m: `0 F7 c  T& j4 S8 Y6 {
    结论：马鹿是个好孩子～

    + z1 G5 V- B' U( B+ S) X- b& a1 w) b: K2 q4 L+ x( ]
    可不，以为就是个名字
    & }7 k. B1 R4 r" J4 D8 z; W% q
    ( R8 z! I! c+ F% y; _' B4 g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
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    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
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    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。
    & i7 H4 e; {6 W  r7 W( \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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    2025-8-28 04:50

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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 01:22
    ' |! U) O9 h* W7 v可不，以为就是个名字
    ) W# ~$ H  Q" S0 P: b9 w4 Z
      N3 m8 Z  `! {7 Q另外, 我就是鹿过赚爱元
    * i' d1 ?% B. n! Z' _3 @0 ]
    这里的逻辑圈是这样的* l0 y7 T4 T2 g, n) A  p
    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～1 l3 R( q7 u. y

    ! A0 g- t; n' p: u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
    * I4 Y4 j1 ?$ U: W4 M& C2 g0 A* P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。& j/ R( A' X/ ?% Z9 A
    这让我想起了绍 ...

    " a0 X* a6 h# ]5 A( x黄酒度数低。另外，商人奸诈，不像俺这么实诚

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    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
    ) i, J+ a3 S( c3 s1 T" C5 m5 X* P' 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 r% Q! S7 }% ^5 k7 R' _
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。7 {* L, U+ x! m# y7 c

    0 o- F' D- l7 ~4 c2 r0 F. }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
    5 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 13:065 U8 Q/ X, M5 K
    6℉ = -14.44℃，跟我家的差不多。) Y- y5 b4 ?) H- O! }) X
    7 B) g/ [- U. k8 j( N
    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 o% R  \: ]" ^

    4 L+ X4 j# E6 E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
  • 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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    jellobean
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    开心
    3 天前

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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& k5 T+ J( E9 c, 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

    / I0 _9 G4 s5 o1 g7 ~5 w4 u" l" Z30还多，你们做饭用gas？
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    马鹿
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    5 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 o& S( d* `& j* o- h
    30还多，你们做饭用gas？
    ! h- Q- V/ ^3 [( u/ p% z8 v
    做饭是gas, dryer是gas
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    jellobean
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    开心
    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* F6 T+ S9 k5 P) q" S; }3 y
    做饭是gas, dryer是gas
    ' i2 j1 a, m8 G% \
    dryer用gas好用吗？我们这里很少见
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    jellobean
  • TA的每日心情
    开心
    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
    5 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
    : q0 `6 @# i" r$ Z" E5 |3 e
    jellobean 发表于 2018-7-2 19:19, s6 Q3 \& {; t+ Y" d& @$ H
    dryer用gas好用吗？我们这里很少见
    + z0 P$ t0 P$ @/ S( D6 `. q
    ; G% W+ p+ g8 f8 E
    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
    # v6 k1 S9 g# W! C! i3 E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
  • TA的每日心情
    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. e% y6 {( E( p, l4 {' P
    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

    8 P+ F& F' y/ v( J! j4 J9 i: |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
    . ^' |# ^, E& D+ d: 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

    ) z) p! L8 S$ H* ]. e3 m5 o1 L% P! }3 |5 a8 s1 v
    我刚才去随手查了一下：0 f8 c% ^. i: t5 {& u! |8 ^- g
    【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
    % `; h+ a4 ]: G你每月30，全国平均每月是104，你还说贵了。你真个财迷
    + g$ r% w4 Z3 ?% Y3 J& s* Y
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    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 3636 天

    [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+ q* d* U7 c, ~* ]6 B; G5 y8 N
    我刚才去随手查了一下：0 w4 R. y, f! y4 ?3 [8 M- v/ ]
    【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' B9 T5 w! L6 ?& h
    你每月30，全国 ...

    " z# _0 F9 _  j# D( r  P6 F我用的多是gas
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