作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] 为什麽调酒可以被摇荡至0度以下?
时间Sat Aug 2 10:32:06 2025
※ 引述 《brotherlikes (兄弟喜欢打安打)》 之铭言:
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: 【题目】(题目的文字叙述,如有图片亦可提供图片)
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: 正常用摇荡法做出的调酒,温度可以下降到约-7°C左右。(参照《从科学的角度玩调酒
: 》一书以及个人体感)
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: 但是一般家用冷冻柜的冰块温度在结冻後顶多也只会在-15°C,在雪克杯装满的情况下(
: 约200克冰块)以冰的比热0.5cal/(g/°C)算,和常温的60ml基酒加上约各20ml的糖浆和
: 柠檬汁,平衡温度是绝对会在0°C以上的,更遑论市面上酒吧所使用的冰块多是表层尚未
: 完全结冻、温度更高的冰块。
:
: 因此在降温过程中应该主要是由冰块释放潜热并以溶化热来吸收酒液降温所需的能量,但
: 冰块表层,接触酒液的部分应该是在0°C处於固液共存的状态,这样要如何让调酒降到更
: 低温?
:
: 【瓶颈】(解题瓶颈或思考脉络,请尽量详述以利回答者知道要从何处讲解指导)
:
: 以我粗浅的猜测,液体内的分子温度分布可能会是一个类似马克士威-波兹曼分布的曲线
: (如以下AI图)
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: https://i.imgur.com/abfT9NH.jpeg
:
: 因此在雪克杯内部,可以分为0°C以上的酒液分子和以下的。在0°C以上酒液接触冰块的
: 时候,自然热由酒液流向冰块,冰块吸收溶化热并使酒液降温;而在0°以下的酒液接触
: 冰块时,因为雪克杯内部正在被剧烈摇荡,所以冰块表层的水分子没有一个适於凝结的环
: 境故热无法被液体中的水分子所吸收。
:
: 但我无法解释的是那些首先达到0°以下的分子为何不会在放热达到0°时就停止,AI说这
: 在微观下是会发生的,但我不确定是否正确,故希望板上大大们能替我解惑。
:
: 小弟大学读的是文组,故若理解或用词上有所偏误还请各位多多见谅,感谢!
:
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原文的推文都解释得很清楚,我再帮原Po整理一下
原Po的问题有一个简单的解释:
在一大气压下,水跟冰会有一个平衡温度,不管什麽温度的水跟冰放在一起,只要最後冰没
有完全融化,水也没有完全
变成冰,最後整体都会趋於0度C,也就是冰水共存的平衡温度。在这个温度下,冰变成水的
速率和水中的水分子变成冰的速率刚好相同而达到动态平衡。如果整体温度高於平衡温度,
冰就会融化吸热让整体温度下降;如果整体温度低於平衡温度时,水就会结冰放热提高整体
温度,最後整体温度都会回到平衡温度。
而纯冰如果跟酒精溶液放在一起,平衡点还是0度吗?我们可以做实验看看。
如果把一杯水从室问开始降温,当温度降到0度的时候,水就会开始结冰,此时我们就知道
,冰水共存的平衡温度是0度C。
同样的如果把40% v/v 的酒精水溶液从室温开始降温,结果会发现温度要降到大约-27度C左
右,溶液中的水分子才会开始结冰,所以冰和40%的酒精溶液的平衡温度是-27度而不是0度
。
所以冰跟40%酒精放在一起,如过冰没有完全融化,整体温度会趋向於-27度,所以有可能会
降到0度以下。
这就是水溶液的凝固点下降现象。而且不只是酒精,如果在水里加盐也会有类似的作用。
这个现象的成因,比较简化的说法是你可以想成水中的杂质减慢了水溶液中的水分子变成冰
的速率,所以要在更低的温度水变成冰的速率才会跟冰融化成水的速率达到平衡。
也就是说,冰跟40%的酒精共存时的平衡点,是-27度C,只要温度高於-27度,冰就会继续融
化吸热,让整体温度继续降低。
你可以自己做一个实验,先把一大块冰放在水里,等他达到冰水共存的平衡温度0度C时,再
往水里一点一点加入室温的高浓度酒精,只要冰块没有完全融化,你就会发现平衡的温度会
随着加入的酒精越多而慢慢降低。最後整体温度也会变成低於0度。
总结来说,你一开始立论的基础
“加入0度的冰不可能把液体降到0度以下” 和 “冰在0度以上才会开始融化” 都是符合常
识和直觉但是其实不正确的观念。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 223.137.161.1 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Physics/M.1754101929.A.09A.html
※ 编辑: mantour (223.137.161.1 台湾), 08/02/2025 11:05:51
1F:推 a22028504: 好观点!溶液温度会降到两成分固液共存时的温度 08/03 07:41
2F:推 logstar11: 推 不过另外想问酒精那个例子 如果冰的温度没超过 08/06 20:51
3F:→ logstar11: -27° 那顶多就是下降到冰的温度吧 或者冰全部转成 08/06 20:51
4F:→ logstar11: 水的消耗热量不足以下降到-27°之类的 08/06 20:51
5F:→ logstar11: 跟平常加冰进水一样 只是现在水的凝固点降低而已 08/06 20:51
6F:推 sunev: 以上都好想像,麻烦的是冰溶成水之後,会降低酒精的浓度, 08/07 11:59
7F:→ sunev: 进而改变凝固点。 08/07 11:59
8F:→ mantour: 0度的冰放在0度的酒精水溶液中,冰就会开始融化吸热并且 08/16 11:19
9F:→ mantour: 温度会下降直到冰全部融化或温度达到酒精水溶液的凝固点 08/16 11:19
10F:→ mantour: (实际温度视最终的酒精浓度而定,但一定低於0度)。摇 08/16 11:19
11F:→ mantour: 晃只是加速冰融化,不摇温度也会下降。 08/16 11:19
12F:推 orze04: 摇晃本身让冰块彼此摩擦,使水分子难以在冰块表面继续成 08/22 13:15
13F:→ orze04: 晶,不是这个吗? 08/22 13:15
14F:→ mantour: 不是 08/23 07:35
15F:→ mantour: 如果没有酒精或其他溶质,你怎麽摇都没用 08/23 07:37
16F:→ mantour: 浓度够高的酒液在那个温度根本不会结冰,而不是因为摇晃 08/23 07:47
17F:→ mantour: 阻止冰生成。 08/23 07:47
18F:→ mantour: 实际上摇晃会同时加速冰生成和融化的速度,如果温度低於 08/23 07:49
19F:→ mantour: 酒精溶液的凝固点时,摇晃反而会促进冰生成 08/23 07:49
20F:推 sunev: 摇晃是加速达到平衡,就好像你把冰块放到温水里,摇晃会融 08/23 14:32
21F:→ sunev: 得比较快。 08/23 14:32